فعل و انفعالات ماده نور شبیه سازی شده در سریع ترین ابر رایانه جهان – ScienceDaily

[ad_1]

فعل و انفعالات نور-ماده اساس بسیاری از فناوری های مهم از جمله لیزر، LED و ساعت اتمی را تشکیل می دهند. با این حال، رویکردهای محاسباتی مرسوم برای مدل‌سازی این گونه تعاملات، کاربرد و قابلیت‌های محدودی دارند. اکنون محققان ژاپنی تکنیکی را توسعه داده اند که بر این محدودیت ها غلبه می کند.

در مطالعه ای که این ماه در که در مجله بین المللی برنامه های کاربردی کامپیوتر با کارایی بالایک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه تسوکوبا، یک روش بسیار موثر برای شبیه سازی برهمکنش های نور-ماده در مقیاس اتمی را توصیف می کند.

چه چیزی شبیه سازی این تعاملات را دشوار می کند؟ یکی از دلایل این است که پدیده‌های مرتبط با برهمکنش‌ها بسیاری از حوزه‌های فیزیک را شامل می‌شوند، از جمله انتشار امواج نور و دینامیک الکترون‌ها و یون‌ها در ماده. دلیل دیگر این است که چنین پدیده هایی می توانند طیف وسیعی از طول ها و مقیاس های زمانی را پوشش دهند.

با توجه به ماهیت چند فیزیکی و چند مقیاسی مسئله، برهمکنش‌های ماده نور معمولاً با استفاده از دو روش محاسباتی مجزا مدل‌سازی می‌شوند. اولین مورد آنالیز الکترومغناطیسی است که میدان های الکترومغناطیسی نور را مطالعه می کند. دومی محاسبه مکانیکی کوانتومی خواص نوری ماده است. اما این روش ها نشان می دهد که میدان های الکترومغناطیسی ضعیف هستند و در مقیاس طول تفاوت وجود دارد.

پروفسور کازوهیرو یابانا، استاد ارشد این مطالعه گفت: «رویکرد ما یک راه واحد و بهبود یافته برای شبیه‌سازی برهمکنش‌های ماده نوری ارائه می‌کند. ما با حل همزمان سه معادله فیزیکی کلیدی به این شاهکار دست می‌یابیم: معادله ماکسول برای میدان‌های الکترومغناطیسی، معادله کن-شام وابسته به زمان برای الکترون‌ها و معادله نیوتن برای یون‌ها.

محققان این روش را در نرم‌افزار داخلی خود SALMON (Scalable Ab initio Light-Matter Simulator for Optics and Nanoscience) پیاده‌سازی کردند و کد کامپیوتر شبیه‌سازی را به‌طور کامل بهینه‌سازی کردند تا عملکرد آن را به حداکثر برسانند. سپس کد را با مدل‌سازی فعل و انفعالات ماده سبک در یک لایه نازک از سیلیس آمورف متشکل از بیش از 10000 اتم آزمایش کردند. این شبیه سازی با استفاده از نزدیک به 28000 واحد از سریع ترین ابررایانه جهان، فوگاکو، در مرکز علوم کامپیوتر RIKEN در کوبه، ژاپن انجام شد.

پروفسور یابانا می‌گوید: «ما دریافته‌ایم که کد ما بسیار مؤثر است و به هدف یک ثانیه در هر مرحله زمانی از محاسبه دست می‌یابد که برای کاربردهای عملی ضروری است». کارایی نزدیک به حداکثر مقدار ممکن تعیین شده توسط پهنای باند حافظه کامپیوتر است و کد دارای ویژگی مطلوب مقیاس پذیری کم عالی است.

اگرچه این تیم برهمکنش‌های ماده نور را در لایه نازک در این کار شبیه‌سازی می‌کند، رویکرد آنها می‌تواند برای مطالعه بسیاری از پدیده‌ها در اپتیک و فوتونیک در مقیاس نانو استفاده شود.

منبع تاریخ:

مواد ارائه شده توسط دانشگاه تسوکوبا. توجه: محتوا را می توان برای سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir