Superdatorn JANUS har gjort det möjligt för forskare att reproducera det experimentella protokollet för jämviktsdynamik i spinnglasögon. Simuleringens framgång kopplar samman teoretisk och experimentell fysisk utveckling med denna nya generation av datorer.

En gemensam egenskap hos vissa system som polymerer, underkylda vätskor, kolloider eller spinnglasögon är att det tar lång tid att nå jämvikt. De bestäms av mycket långsam dynamik vid låga temperaturer. Dynamiken är så långsam att termisk jämvikt aldrig uppnås i makroskopiska prover. Denna typ av dynamik kännetecknas av en korrelation eller koherenslängd som indikerar att partiklar som ligger på ett kortare avstånd är starkt korrelerade.

Teoretiska fysiker kan beräkna denna mikroskopiska korrelationslängd genom att simulera ett stort antal partiklar och följa deras individuella beteende i en superdator. Den här typen av studier kan inte utföras experimentellt eftersom det är omöjligt att spåra alla partiklar i ett system, men det är möjligt att beräkna en makroskopisk korrelationslängd genom att applicera externa fält på systemet som ändrar energibarriären mellan de olika tillstånden.

Tack vare JANUS II superdator, forskare från Spanien och Italien har förfinat beräkningen av den mikroskopiska korrelationslängden och har reproducerat experimentprotokollet, så att de kan beräkna den makroskopiska längden. Simuleringens framgång bekräftade att både mikroskopisk och experimentell (makroskopisk) längd är lika.

"Denna studie ger en teoretisk grund för studier i dessa fysiska system, och de erhållna resultaten gör att vi direkt kan koppla samman teoretisk utveckling med de experimentella. Vi tog snurrglasögon som referens, eftersom de är renare att studera som ett referenssystem, "förklarar Juan Jesús Ruiz Lorenzo, en teoretisk fysiker vid UEx och en av författarna till denna studie som har publicerats i tidningen Fysiska granskningsbrev .

JANUS dator

JANUS II -datorn är en ny generation superdatorer som ligger vid Institute of Biocomputation and Physics of Complex Systems. "Tack vare denna" dedikerade "dator, vi kan simulera en sekund av experimentet, inom ramen för experimentella tider, "säger Juan Jesús Ruíz Lorenzo. JANUS II är en dedikerad superdator baserad på omkonfigurerbara FPGA -processorer.

Forskarna har återgivit ett landmärkeexperiment på Janus I och Janus II superdatorer som mäter koherenslängden i spinnglas. Koherens (korrelation) längdvärde uppskattat genom analys av mikroskopiska korrelationsfunktioner överensstämmer kvantitativt med dess mätningar via makroskopiska svarsfunktioner