Veda v centre - stretnutie s osobnosťami vedy a techniky....
28. 4. 2010 | videné 847-krát
Superpočítačové modelovanie nanosveta - to je téma prednášky, ktorá odznie vo Vedeckej kaviarni CVIT.
Hosť: prof.Ing. Ivan Štich, DrSc., riaditeľ Fyzikálneho ústavu SAV
Kedy: štvrtok 29. apríla 2010 o 17.00 h
Kde: Centrum vedecko-technických informácií SR, Lamačská cesta, 8/A Bratislava
Moderná fyzika má tri základné nástroje skúmania sveta: teóriu, experiment a numerické/počítačové modelovanie.
Počítačové modelovanie, ktoré je jej najnovším nástrojom, je možné nazvať aj "počítačovým experimentom", nakoľko rovnice, ktoré numericky rieši patria tradične do domény teoretickej fyziky, ale spôsob, akým ich rieši, často priamym "meraním" nejakej fyzikálnej veličiny na počítači, má blízko k experimentu.
Kvantové technológie, akokoľvek sa nám môžu zdať vzdialené, prenikajú stále častejšie do nášho každodenného života, od rôznych lakov, cez liečivá, súčiastky v mobile, či laptope, až po komunikačné protokoly. Počítačové simulácie na nanoškále dávajú unikátnu možnosť "otvorenia nového okna" do kvantového sveta. Napr. atómy môžeme "kliknutím" posúvať a priamo – online – verifikovať odozvu kvantového systému na zmeny vonkajších parametrov. Opačnou stranou mince je, že tieto kvantové simulácie sú zväčša o niekoľko rádov náročnejšie ako simulácie klasických systémov a patria medzi najväčšie výzvy numerického modelovania vôbec. Riešenie ponúkajú moderné superpočítače s desiatkami tisíc procesorov a jadier, ktoré sú ideálne uspôsobené na riešenie rovníc kvantového sveta na nanoškále.
Prednáška bude demonštrovať tieto možnosti na niekoľkých praktických príkladoch z vlastnej praxe: (1) zobrazovanie a nanomanipulácia na povrchoch pomocou hrotov mikroskopov s atomárnou rozlišovacou schopnosťou, (2) molekulové spínače na báze fotospínateľných molekúl, (3) nanočastice, ktoré sa hýbu po povrchoch "bez trenia", (4) syntéza benzínu z metanolu. Reálny laboratórny experiment, alebo dokonca aj komerčný proces, vzhľadom na dĺžkové a časové škály, na ktorých tieto prebiehajú, obvykle nie je možné porozumieť na atomárnej/molekulovej škále, a preto ani racionálne optimalizovať a rozvíjať bez moderných špičkových superpočítačových simulácií.
Kvantové superpočítačové simulácie je preto možné oznaćiť za kľúč k porozumeniu nanosveta.
Pripravila: S.Klamová
Moderná fyzika má tri základné nástroje skúmania sveta: teóriu, experiment a numerické/počítačové modelovanie.
Počítačové modelovanie, ktoré je jej najnovším nástrojom, je možné nazvať aj "počítačovým experimentom", nakoľko rovnice, ktoré numericky rieši patria tradične do domény teoretickej fyziky, ale spôsob, akým ich rieši, často priamym "meraním" nejakej fyzikálnej veličiny na počítači, má blízko k experimentu.
Kvantové technológie, akokoľvek sa nám môžu zdať vzdialené, prenikajú stále častejšie do nášho každodenného života, od rôznych lakov, cez liečivá, súčiastky v mobile, či laptope, až po komunikačné protokoly. Počítačové simulácie na nanoškále dávajú unikátnu možnosť "otvorenia nového okna" do kvantového sveta. Napr. atómy môžeme "kliknutím" posúvať a priamo – online – verifikovať odozvu kvantového systému na zmeny vonkajších parametrov. Opačnou stranou mince je, že tieto kvantové simulácie sú zväčša o niekoľko rádov náročnejšie ako simulácie klasických systémov a patria medzi najväčšie výzvy numerického modelovania vôbec. Riešenie ponúkajú moderné superpočítače s desiatkami tisíc procesorov a jadier, ktoré sú ideálne uspôsobené na riešenie rovníc kvantového sveta na nanoškále.
Prednáška bude demonštrovať tieto možnosti na niekoľkých praktických príkladoch z vlastnej praxe: (1) zobrazovanie a nanomanipulácia na povrchoch pomocou hrotov mikroskopov s atomárnou rozlišovacou schopnosťou, (2) molekulové spínače na báze fotospínateľných molekúl, (3) nanočastice, ktoré sa hýbu po povrchoch "bez trenia", (4) syntéza benzínu z metanolu. Reálny laboratórny experiment, alebo dokonca aj komerčný proces, vzhľadom na dĺžkové a časové škály, na ktorých tieto prebiehajú, obvykle nie je možné porozumieť na atomárnej/molekulovej škále, a preto ani racionálne optimalizovať a rozvíjať bez moderných špičkových superpočítačových simulácií.
Kvantové superpočítačové simulácie je preto možné oznaćiť za kľúč k porozumeniu nanosveta.
Pripravila: S.Klamová