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物理学家开发同时计算的千位行动和强制方法原子

Published on November 3, 2009 at 5:44 PM

国家标准技术局的 (NIST) 理论上的物理学家比以前可能开发了同时计算的千位行动和强制方法原子在各种各样的时间表。 这个方法解决在塑造毫微米缩放比例材料和许多其他实际,化工和生物系统的长年的时间间隙在基本和分子级别。

什么的 Colorized 模拟平展发生在 1100 在 graphene ` 的碳原子’页大约 20 微秒,在这个中央原子轻微向上后被移动。 更加黑暗的紫罗兰色颜色指示在他们的原始位置下滴下了的原子,而更加浅绿色的颜色显示原子何处上升了。 赊帐: V.K. Tewary/NIST

新的数学 technique* 可能极大改进塑造随着时间的推移展开的基本缩放比例进程,例如在水晶的振动。 常规分子动力学 (MD)技术可能准确地塑造在用微微秒测量的增量发生对飞秒的进程 (对一秒钟的 quadrillionths 的一万亿分之一)。 其他技术可以用于在长时间塑造粒状材料,但是不在这个分子级别。 新的 NIST 技术可能从纳秒存取这些缩放比例在这个重要范围的很长时间到微秒 (对一秒钟的 millionths 的 billionths) - 在这个分子级别。 科学家能现在评定和了解什么发生在不是以前可接受的关键及时和在充分的范围时间表中在 MD 的利益,说开发员 Vinod Tewary。

因为实验是非常困难的在 nanoscale,塑造有形资产和物理过程是重要的帮助和补充对于理论上和实验研究,一部分。 MD 计算在各自的原子或分子基础上物理通常。 此传统途径限制不仅在时间表之前,而且由系统大小。 它不可能延伸到介入千位原子的进程或更多,因为今天计算机均匀巨型计算机cannot 处理数十亿需要的时间步进值, Tewary 说。 相反,他新的方法合并一个 “格林的功能”,可能计算一个非常大型系统情况在灵活的时间表的在单步的一个数学途径。 因此,它解决系统大小问题以及时间间隙。

Tewary 说明在二个问题的新的技术。 他显示了繁殖通过原子字符串的脉冲,启动被移动这个中间原子,如何可能被塑造在与常规 MD 的一些飞秒,而 NIST 方法运作在几微秒。 Tewary 也计算了波纹如何在 graphene 页的 1,100 个碳原子繁殖在至大约 45 微秒,不可能以前解决的问题。 通常认为作为一块静态平板,在 graphene 的原子必须莫名其妙地实际上波动保持稳定和新的技术显示这些波纹如何繁殖。 (随附于图象和电影) 的 See。 完全地包括碳原子, graphene 是可能是电汇和其他要素的一个未清导体在 nanoscale 电子的最近被发现的蜂窝水晶材料。

新的 NIST 技术预计启用发生在时间表纳诺对微秒,例如缺陷形成和热、扩散和辐射损伤增长,传导在材料的塑造许多其他进程。 这个技术能改进在许多不同的域的结果,从塑造在设计阶段的新的纳米技术到模拟从 “脏弹的”辐射损伤随着时间的推移。

NIST 研究员计划写输入新的技术的软件程序安排它可用其他用户。

* V.K. Tewary。 在分子动力学模拟的延伸的时间表: 波纹的传送在 graphene 的。 实际复核 B,第80卷,没有 16。 发布在线 2009年 10月 22日。

媒体联络: 劳拉 Ost, laura.ost@nist.gov, (301) 497-4880 (301) 497-4880

Last Update: 13. January 2012 09:00

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