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Posted in | Nanoanalysis

物理學家開發同時計算的千位行動和強制方法原子

Published on November 3, 2009 at 5:44 PM

國家標準技術局的 (NIST) 理論上的物理學家比以前可能開發了同時計算的千位行動和強制方法原子在各種各樣的時間表。 這個方法解決在塑造毫微米縮放比例材料和許多其他實際,化工和生物系統的長年的時間間隙在基本和分子級別。

什麼的 Colorized 模擬平展發生在 1100 在 graphene ` 的碳原子』頁大約 20 微秒,在這個中央原子輕微向上後被移動。 更加黑暗的紫羅蘭色顏色指示在他們的原始位置下滴下了的原子,而更加淺綠色的顏色顯示原子何處上升了。 赊帳: V.K. Tewary/NIST

新的數學 technique* 可能極大改進塑造隨著時間的推移展開的基本縮放比例進程,例如在水晶的振動。 常規分子動力學 (MD)技術可能準確地塑造在用微微秒測量的增量發生對飛秒的進程 (對一秒鐘的 quadrillionths 的一萬億分之一)。 其他技術可以用於在長時間塑造粒狀材料,但是不在這個分子級別。 新的 NIST 技術可能從納秒存取這些縮放比例在這個重要範圍的很長時間到微秒 (對一秒鐘的 millionths 的 billionths) - 在這個分子級別。 科學家能現在評定和瞭解什麼發生在不是以前可接受的關鍵及時和在充分的範圍時間表中在 MD 的利益,說開發員 Vinod Tewary。

因為實驗是非常困難的在 nanoscale,塑造有形資產和物理過程是重要的幫助和補充對於理論上和實驗研究,一部分。 MD 計算在各自的原子或分子基礎上物理通常。 此傳統途徑限制不僅在時間表之前,而且由系統大小。 它不可能延伸到介入千位原子的進程或更多,因為今天計算機均勻巨型計算機cannot 處理數十億需要的時間步進值, Tewary 說。 相反,他新的方法合併一個 「格林的功能」,可能計算一個非常大型系統情況在靈活的時間表的在單步的一個數學途徑。 因此,它解決系統大小問題以及時間間隙。

Tewary 說明在二個問題的新的技術。 他顯示了繁殖通過原子字符串的脈衝,啟動被移動這個中間原子,如何可能被塑造在與常規 MD 的一些飛秒,而 NIST 方法運作在幾微秒。 Tewary 也計算了波紋如何在 graphene 頁的 1,100 個碳原子繁殖在至大約 45 微秒,不可能以前解決的問題。 通常認為作為一塊靜態平板,在 graphene 的原子必須莫名其妙地實際上波動保持穩定和新的技術顯示這些波紋如何繁殖。 (隨附於圖像和電影) 的 See。 完全地包括碳原子, graphene 是可能是電匯和其他要素的一個未清導體在 nanoscale 電子的最近被發現的蜂窩水晶材料。

新的 NIST 技術預計啟用發生在時間表納諾對微秒,例如缺陷形成和熱、擴散和輻射損傷增長,傳導在材料的塑造許多其他進程。 這個技術能改進在許多不同的域的結果,從塑造在設計階段的新的納米技術到模擬從 「臟彈的」輻射損傷隨著時間的推移。

NIST 研究員計劃寫輸入新的技術的軟件程序安排它可用其他用戶。

* V.K. Tewary。 在分子動力學模擬的延伸的時間表: 波紋的傳送在 graphene 的。 實際覆核 B,第80捲,沒有 16。 發布在線 2009年 10月 22日。

媒體聯絡: 勞拉 Ost, laura.ost@nist.gov, (301) 497-4880 (301) 497-4880

Last Update: 25. January 2012 06:57

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