Realidade virtual dos átomos
No cine non é nada o que parece. Moito menos desde que os medios dixitais permitiron crear mundos virtuais. na película “Life of Pi”, por exemplo, o tigre é virtual, está feito con computadora, e os peixes voadores desta escena, o mar e o ceo tamén.
Os elementos dixitais desenvolvéronse no cine como un medio para crear o que non se pode facer na realidade. E é unha arte crear mundos virtuais que o espectador considere reais. Unha das claves desta arte é a física, é dicir, neste mundo virtual hai que cumprir as leis físicas básicas que consideramos naturais no mundo real.
Ademais do entretemento, as simulacións virtuais tamén se utilizan na industria, entre outras cousas, para probar de forma virtual esta situación no computador no canto de realizar unha proba ou experimento real.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Algunhas simulacións realízanse directamente a escala macroscópica. Os máis coñecidos son, na actualidade, os que utilizan a dinámica dos fluídos, como a industria aeroespacial e naval, e os cineastas tamén a utilizan para simular o mar desagradable sen tela. Todo iso a través da dinámica de fluídos. Son simulacións macroscópicas nas que se utilizan ecuacións que describen a dinámica da auga ou do aire, tendo en conta a viscosidad, a densidade, etc.
En CIC nanoGUNE comezouse a ofrecer un servizo baseado en simulacións. A novidade é que as simulacións non son macroscópicas, senón atómicas. Chámase Simune e van até o núcleo das propiedades macroscópicas dos materiais, a interacción entre os átomos. E para iso baséanse nas leis cuánticas da física.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Trátase de dúas cuestións: as propiedades macroscópicas da materia, é dicir, aquelas que vemos no noso mundo, e as propiedades relacionadas co movemento dos átomos, ou co movemento dos núcleos e electróns, a escala nanométrica, ou por baixo do nanométrico, como a dureza, a forma en que actúa ante cambios de temperatura ou presión... O movemento dos átomos e a atracción entre eles afecto directamente ás propiedades que vemos no noso mundo. Nós investigamos este movemento co noso microscopio virtual, é dicir, con métodos de simulación por computador. Desta maneira, prevemos a propiedade que nos interesa. Canto durará unha pila, que resistencia terá, que lixeireza... todo depende do que suceda cos átomos, a escala subanométrica.
ESTER SOA; Simune: En xeral , nestes métodos non se analiza todo o material. É lóxico que si temos un gran material non poidamos investigar todos os seus átomos. Por tanto, dividimos en celas que se repiten unha tras outra no espazo. E as condicións dentro da cela son as mesmas que as condicións macroscópicas. Aplicámoslle unhas condicións especiais ao redor da cela para simular que ten outras celas adxacentes. Grazas a iso, utilizando un número finito de átomos, analizámolo coma se fose un sistema infinito.
As ferramentas de simulación atómica utilízanse na investigación hai tempo e o obxectivo é ampliar as posibilidades deste recurso á industria.
ESTER SOA; Simune: Agora queremos ir un paso máis adiante e ofrecerllo ás empresas dicindo: “Mirade, esta ferramenta pode ser útil para vós, axudaravos a predicir o diñeiro e o tempo”. De feito, até agora, había que facer un experimento inesperado para investigar as propiedades dunha materia. Pero afórrase moito tempo realizando os primeiros cálculos, xa que pode axudar a pór límites ao traballo de laboratorio.
Un dos softwares computacionales máis utilizados na investigación en simulación atómica é a denominado SESTA. Algúns dos desarrolladores desta ferramenta, como Emilio Artacho, conforman o panel de expertos de Simune, sobre o que recae a responsabilidade de decidir como abordar unha simulación concreta, achegando coñecemento. E esa é a esencia da simulación atómica; ademais diso, só necesitan o software axeitado e a capacidade de cálculo, os computadores.
ESTER SOA; Simune: Aquí, en nanoGUNE, Simune ten os seus propios computadores, pero tamén utilizamos os de fóra de aquí, como os da Universidade do País Vasco. E si é necesario, tamén podemos utilizar clusters nacionais e internacionais, segundo o cálculo que temos que facer, podemos necesitar un supercomputador, o Mare Nostrum de Barcelona, ou algo parecido.
A capacidade de cálculo dos Clusters de Computadores está a aumentar constantemente, o que permite realizar simulacións cada vez máis precisas.
EMILIO ARTACHO; Investigador Ikerbasque, CIC nanoGUNE: Con simulacións, vostede predí unha chea de experimentos. E si a simulación é boa, comprendes moito mellor o que ocorre, xa que permíteche coñecer con detalle o que ocorre. Nos experimentos é difícil chegar a ese detalle. É bo que os experimentos e a simulación vaian no mesmo xugo, porque se valoran uns a outros; pero coas simulacións aprendemos moito máis.
Buletina
Bidali zure helbide elektronikoa eta jaso asteroko buletina zure sarrera-ontzian