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Posted in | Nanoanalysis

물리학자는 원자의 수천의 움직임 그리고 군대 동시에 산출을 위한 방법을 개발합니다

Published on November 3, 2009 at 5:44 PM

국립 표준 기술국 (NIST)에 이론적인 물리학자는 이전에 가능했던 보다는 시간의 척도의 광범위에 원자의 수천의 움직임 그리고 군대 동시에 산출을 위한 방법을 개발했습니다. 방법은 원자와 분자 수준에 나노미터 가늠자 물자와 다른 많은 물리, 화학 및 생물 체계를 만들기에 있는 오래 계속되는 시기를 정하는 간격을 극복합니다.

대략 20 마이크로세컨드 중앙 원자가 경미하게 위쪽으로 후에' graphene의 장 납작하게 일어나는 무슨 일이의 `에 있는 1100년 탄소 원자에 Colorized 시뮬레이션. 더 어두운 보라빛 군기는 원자가 어디에 일어나는지 밝은 초록색 군기가 보여주더라도 반면, 그들의 원위치의 밑에 투하한 원자를 표시합니다. 크레딧: V.K. Tewary/NIST

새로운 수학 technique*는 중요하게 한동안 펼치는 결정에 있는 진동과 같은 원자 가늠자 프로세스의 만들기 향상할 수 있습니다. 전통적인 분자동역학 (MD) 기술은 정확하게 femtoseconds (초의 quadrillionths에 trillionths)에 피코세컨드로 측정된 증분에서 일어나는 프로세스를 만들 수 있습니다. 그밖 기술은 장기간에 그러나 분자 수준에 아닙니다 대량 물자를 만들기 위하여 이용될 수 있습니다. 새로운 NIST 기술은 초의 millionths)에 nanoseconds에서 마이크로세컨드 (billionths에에 - - 분자 수준 이 중요한 범위가늠자 에서 접근할 수 있습니다 장시간. 과학자는 지금 측정하고, 말하는 Vinod Tewary 개발자를 일어나는 무슨 일이 이전에 접속 가능하지 않던 때 맞추어, 그리고 MD에 있는 관심사의 시간의 척도의 가득 차있는 스펙트럼을 통하여 요점에 이해할 수 있습니다.

물자 속성과 신체 변화의 만드는 것은 부분적으로 이론 및 실험적인 연구 결과에 실험이 nanoscale에 아주 어렵기 때문에 귀중한 원조 및 보충교재, 입니다. MD 계산은 일반적으로 개별적인 원자 분자의 물리학에 근거를 둡니다. 이 전통적인 접근은 시간의 척도까지, 또한 시스템 크기에 의해 뿐만 아니라 제한됩니다. 그것은 원자의 수천을 관련시키는 프로세스까지 미칠 수 없습니다 또는 오늘 컴퓨터 동등한 슈퍼컴퓨터 cannot가 요구되기 시간 계단의 10억을 취급하기 때문에 더 많은 것, Tewary 말합니다. 대조적으로, 그의 새로운 방법은 "Green 기능을 단일 단계에 있는 유연한 시간의 척도에 아주 대형 제도의 상태를 산출할 수 있는," 수학 접근 통합합니다. 따라서, 그것은 시스템 크기 문제 뿐 아니라 시기를 정하는 간격을 극복합니다.

Tewary는 2개의 문제에 새로운 기술을 설명했습니다. 그는 NIST 방법이 몇 마이크로세컨드 동안 작동하더라도 반면 중간 원자를 개시된 원자의 일련을 통해서 전파하는, 펄스가 어떻게 만들어질 수 있던지지 전통적인 MD를 가진 다만 약간 femtoseconds 동안 보여주었습니다. Tewary는 또한 잔물결이 대략 45 마이크로세컨드까지 기간에 graphene의 장에 있는 1,100의 탄소 원자에서 어떻게 전파하는지, 이전에 해결될 수 없던 문제 산출했습니다. 정상적으로 정체되는 편평한 장으로를 생각했습니다, 이 잔물결이 전파하는 방법 graphene에 있는 원자는 안정되어 있고, 새로운 기술 쇼에 남아 있기 위하여 실제로 여하튼 물결처럼 움직여야 합니다. (심상과 영화를 동반하는 See). 탄소 원자로 완전히 되어있어서, graphene는 nanoscale 전자공학에 있는 철사 그리고 그밖 분대를 위한 걸출한 지휘자일지도 모르다 최근에 발견한 벌집 수정같은 물자입니다.

새로운 NIST 기술은 결점의 대형 및 성장 물자에 있는 열, 유포 및 방사선 손상의 유도와 같은 마이크로세컨드에 nano의 시간의 척도에 일어나는 다른 많은 프로세스의 만들기 가능하게 할 것으로 예상됩니다. 기술은 디자인 단계에 있는 새로운 나노 과학의 만들기에서 "더러운 폭탄"에서 방사선 손상을 한동안 시뮬레이트하기에 많은 다른 필드에 있는 결과를, 향상할 수 있었습니다.

NIST 연구원은 그것을 그밖 사용자에게 이용가능하게 하기 위하여 새로운 기술을 부호 매기는 소프트웨어 프로그램을 쓰는 것을 계획합니다.

* V.K. Tewary. 분자동역학 시뮬레이션에 있는 연장 시간의 척도: graphene에 있는 잔물결의 번식. 물리적인 검토 B, Vol. 80, 아니오 16. 간행된 온라인 2009년 10월 22일.

매체 접촉: Laura Ost, laura.ost@nist.gov, (301) 497-4880 (301) 497-4880

Last Update: 13. January 2012 16:53

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