Просмотр по

Новый алгоритм моделирует сверхбыстрые процессы

gubbank_clfyp8i7

Численное моделирование в реальном масштабе времени является наилучшим способом изучения фемтосекундных процессов, таких как перенос электрического заряда в материалах. Но подобные симуляции крайне расточительны к вычислительным ресурсам — на моделирование 10-фемтосекундной динамики суперкомпьютеры могут потратить несколько недель машинного времени.

Высокая затратность обусловлена тем, что для описания сверхбыстрых явлений требуется делать очень мелкие шаги по оси времени, исчисляемые аттосекундами.

В свете вышесказанного ясна важность разработанного в Berkeley Lab алгоритма, который позволяет для систем, состоящих из порядка 100 атомов, увеличивать интервал дискретизации с одной аттосекунды до примерно половины фемтосекунды.

С полученными в Berkeley Lab результатами своих читателей ознакомил журнал Physical Review Letters.

В демонстрационном эксперименте для расчета столкновения иона хлора с двумерным материалом MoSe2 потребовалось всего десять часов. Гигантский выигрыш в скорости достигнут благодаря тому, что моделируемый отрезок времени длиной 100 фемтосекунд разбивался на 500 шагов вместо 100 тыс.

Вычисленные значения энергии и скорости атома, проходящего сквозь слой материала, совпали с результатами применения традиционного, медленного алгоритма. Это достижение впервые делает возможным эффективное моделирование в реальном времени быстропротекающих процессов и динамики электронов, в том числе возбуждения в фотоэлектрических материалах и последующего сверхскоростного размагничивания.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *