Realitat virtual dels àtoms
Al cinema no és res el que sembla. Molt menys des que els mitjans digitals van permetre crear mons virtuals. en la pel·lícula “Life of Pi”, per exemple, el tigre és virtual, està fet amb computadora, i els peixos voladors d'aquesta escena, la mar i el cel també.
Els elements digitals s'han desenvolupat al cinema com un mitjà per a crear el que no es pot fer en la realitat. I és un art crear mons virtuals que l'espectador consideri reals. Una de les claus d'aquest art és la física, és a dir, en aquest món virtual cal complir les lleis físiques bàsiques que considerem naturals en el món real.
A més de l'entreteniment, les simulacions virtuals també s'utilitzen en la indústria, entre altres coses, per a provar de manera virtual aquesta situació en l'ordinador en comptes de realitzar una prova o experiment real.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Algunes simulacions es realitzen directament a escala macroscòpica. Els més coneguts són, en l'actualitat, els que utilitzen la dinàmica dels fluids, com la indústria aeroespacial i naval, i els cineastes també la utilitzen per a simular la mar desagradable sense tenir-la. Tot això a través de la dinàmica de fluids. Són simulacions macroscòpiques en les quals s'utilitzen equacions que descriuen la dinàmica de l'aigua o de l'aire, tenint en compte la viscositat, la densitat, etc.
En CIC nanoGUNE s'ha començat a oferir un servei basat en simulacions. La novetat és que les simulacions no són macroscòpiques, sinó atòmiques. Es diu Simune i van fins al nucli de les propietats macroscòpiques dels materials, la interacció entre els àtoms. I per a això es basen en les lleis quàntiques de la física.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Es tracta de dues qüestions: les propietats macroscòpiques de la matèria, és a dir, aquelles que veiem en el nostre món, i les propietats relacionades amb el moviment dels àtoms, o amb el moviment dels nuclis i electrons, a escala nanomètrica, o per sota del nanomètric, com la duresa, la forma en què actua davant canvis de temperatura o pressió... El moviment dels àtoms i l'atracció entre ells afecta directament a les propietats que veiem en el nostre món. Nosaltres investiguem aquest moviment amb el nostre microscopi virtual, és a dir, amb mètodes de simulació per ordinador. D'aquesta manera, preveiem la propietat que ens interessa. Quant durarà una pila, quina resistència tindrà, quina lleugeresa... tot depèn del que succeeixi amb els àtoms, a escala subanométrica.
ESTER SOLA; Simune: En general , en aquests mètodes no s'analitza tot el material. És lògic que si tenim un gran material no puguem investigar tots els seus àtoms. Per tant, dividim en cel·les que es repeteixen una després d'una altra en l'espai. I les condicions dins de la cel·la són les mateixes que les condicions macroscòpiques. Li apliquem unes condicions especials al voltant de la cel·la per a simular que té altres cel·les adjacents. Gràcies a això, utilitzant un nombre finit d'àtoms, l'analitzem com si fos un sistema infinit.
Les eines de simulació atòmica s'utilitzen en la recerca fa temps i l'objectiu és ampliar les possibilitats d'aquest recurs a la indústria.
ESTER SOLA; Simune: Ara volem anar un pas més endavant i oferir-l'hi a les empreses dient: “Mireu, aquesta eina pot ser útil per a vosaltres, us ajudarà a predir els diners i el temps”. De fet, fins ara, calia fer un experiment inesperat per a investigar les propietats d'una matèria. Però s'estalvia molt temps realitzant els primers càlculs, ja que pot ajudar a posar límits al treball de laboratori.
Un dels softwares computacionals més utilitzats en la recerca en simulació atòmica és el denominat MIGDIADA. Alguns dels desenvolupadors d'aquesta eina, com Emilio Artacho, conformen el panell d'experts de Simune, sobre el qual recau la responsabilitat de decidir com abordar una simulació concreta, aportant coneixement. I aquesta és l'essència de la simulació atòmica; a més d'això, només necessiten el programari adequat i la capacitat de càlcul, els ordinadors.
ESTER SOLA; Simune: Aquí, en nanoGUNE, Simune té els seus propis ordinadors, però també utilitzem els de fora d'aquí, com els de la Universitat del País Basc. I si és necessari, també podem utilitzar clústers nacionals i internacionals, segons el càlcul que hem de fer, podem necessitar un supercomputador, el Mare Nostrum de Barcelona, o una cosa semblant.
La capacitat de càlcul dels Clústers de Computadors està augmentant constantment, la qual cosa permet realitzar simulacions cada vegada més precises.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Amb simulacions, vostè prediu un munt d'experiments. I si la simulació és bona, comprens molt millor el que ocorre, ja que et permet conèixer amb detall el que ocorre. En els experiments és difícil arribar a aquest detall. És bo que els experiments i la simulació vagin en el mateix jou, perquè es valoren els uns als altres; però amb les simulacions aprenem molt més.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian