14:46
Comentarii Adauga Comentariu

_ Exploatarea simetriilor: Accelerarea studiului computațional al soluțiilor solide

_ Exploatarea simetriilor: accelerarea studiului computațional a soluțiilor solide

Simetria este o caracteristică predominantă a naturii la toate scările. De exemplu, ochii noștri liberi pot identifica cu ușurință simetriile în forma corporală a nenumărate organisme. Simetria este, de asemenea, foarte importantă în domeniile fizicii și chimiei, în special în domeniul microscopic al atomilor și al moleculelor. Cristalele, care sunt materiale foarte ordonate, pot avea chiar și mai multe tipuri de simetrie în același timp, cum ar fi simetria rotațională, simetria inversă și simetria translațională.

În ultimul timp, alături de progresul rapid în informatică, cercetătorii au au dezvoltat metode de calcul care urmăresc să prezică proprietățile fizice ale cristalelor pe baza structurii lor electronice. În practică, însă, cristalele pure și perfect simetrice sunt rareori folosite. Acest lucru se datorează faptului că proprietățile unui cristal pot fi reglate după cum se dorește prin alierea lor cu alte materiale sau înlocuirea aleatorie a anumitor atomi cu alte elemente, adică dopajul.

În consecință, oamenii de știință din materiale caută abordări eficiente din punct de vedere computațional pentru a analiza astfel de aliaje. și cristale substituite, cunoscute și ca soluții solide. „Metoda supercelulei” este o astfel de abordare și este utilizată pe scară largă pentru a modela structuri cristaline cu substituții aleatorii ale diferiților atomi. Simetria cristalelor, cu toate acestea, este de fapt o problemă atunci când se utilizează această tehnică. În cristale, pot exista multe modele de substituție care sunt echivalente fizic cu alte substituții dacă pur și simplu le translatăm sau le rotim. Descoperirile acestor modele de substituție simetrică nu sunt foarte semnificative și, prin urmare, calculul lor atunci când se utilizează metoda supercelulă este o pierdere de timp.

Într-un studiu recent, o echipă de cercetători condusă de profesorul asistent Kousuke Nakano de la Japan Advanced. Institutul de Știință și Tehnologie (JAIST) a găsit o soluție la această problemă. Ei au dezvoltat un software open-source numit „Suite for High-throughput generation of models with atomic substitutions implemented by Python” sau SHRY care poate, din punct de vedere al simetriei, să genereze modele distincte de substituție în soluții solide și aliaje. Această lucrare, care a fost publicată în Journal of Chemical Information and Modeling, a fost co-autor de studentul doctorand Genki I. Prayogo, dr. Andrea Tirelli, profesor Ryo Maezono și profesor asociat Kenta Hongo.

The echipa a abordat problema din unghiul teoriei grupurilor. Se pare că căutarea modelelor de substituție atomică în cristale este analogă cu problema găsirii modelelor de colorare pe vârfurile graficelor sub anumite restricții. Acest lucru permite reformularea problemei inițiale de a găsi substituții atomice nesimetrice în cristale ca explorarea arborilor de căutare care descriu colorarea vârfurilor în grafice.

Cu toate acestea, modul în care arborele de căutare este explorat este crucial. O abordare simplă, naivă, în care toate ramurile posibile sunt căutate și comparate direct este imposibilă; timpul și calculele necesare cresc necontrolat pentru sistemele mari. Acest lucru se întâmplă deoarece decizia de a explora mai departe într-o ramură necesită informații despre toate celelalte ramuri în afară de cea explorată, care este denumită din punct de vedere tehnic „informații non-locale”.

Pentru a evita această problemă, cercetătorii implementat în SHRY o tehnică numită mărire canonică. „Această metodă poate decide dacă o ramură de copac ar trebui să fie explorată mai profund sau nu pe baza exclusivă a informațiilor locale”, explică dr. Nakano, „Cel mai important, teoremele din teoria grupurilor garantează că vor fi extrase numai modele distincte de substituție, fără supra- sau subexplorarea structurii arborelui în termeni de simetrie.” Echipa a verificat că algoritmul lor nu conține erori, testându-l în detaliu cu date dintr-o bază de date cu structuri cristaline.

Este demn de remarcat faptul că SHRY a fost scris în Python 3, unul dintre cele mai populare limbaje de programare multiplatformă, și încărcat pe GitHub, o platformă online lider de partajare a proiectelor. „SHRY poate fi folosit ca program de sine stătător sau importat într-un alt program Python ca modul”, subliniază Dr. Nakano, „Software-ul nostru utilizează, de asemenea, formatul CIF (Fișier cu informații cristalografice) larg acceptat atât pentru intrarea, cât și pentru ieșire. seturi de structuri cristaline substituite”. Echipa intenționează să continue să îmbunătățească codul SHRY pe baza feedback-ului de la alți utilizatori, sporindu-i viteza și capacitățile.

În general, software-ul dezvoltat în acest studiu ar putea ajuta oamenii de știință să identifice potențialele substituții atomice în solide, care este cea mai mare măsură. strategie comună utilizată pentru a regla proprietățile materialelor pentru aplicații practice. SHRY va ajuta la accelerarea cercetării și la dezvoltarea de cristale substituite cu funcționalități fără precedent și caracteristici superioare.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ ReinventedLives Emil Ninu, former footballer turned into financial education expert

_ Un vrâncean şi fiul său, duşi la spital după un incendiu izbucnit din cauza unei oale

_ Promisiunea lui Ciolacu pentru copii de ziua lor: 'Sperăm să fim nişte politicieni mai buni'. Care este cea mai dragă amintire a lui din copilărie

_ Cod roșu de vijelii și averse torențiale în județul Teleorman

_ Personalul pașapoartelor se confruntă cu o mulțime furioasă în timp ce sute de clienți frustrați de întârzieri se întâlnesc la birouri

_ Scott Ritter și Larry Johnson �Debate� Ucraina

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

_ Serviciu de permanenţă în judeţul Ilfov, pentru intervenţii la timp în contextul ploilor abundente aşteptate duminică

_ Fuziunea explozivă a stelelor de neutroni capturată pentru prima dată în lumină milimetrică

_ Formarea galaxiei pitice observată folosind AstroSat din India

_ Telescopul Webb surprinde galaxia colorată Cartwheel

_ Astronomii descoperă 21 de noi candidați pitice albe cu masă extrem de mică

_ Propunerea echipei de cercetare ar putea revoluționa medicina spațială, îmbunătățirea sănătății astronauților

_ Super-Earth Ross 508b străbate zona locuibilă a piticii roșii

_ Au fost descoperite cinci noi tranzitorii radio rotativi

_ Modelarea dezvăluie modul în care planeta pitică Ceres alimentează o activitate geologică neașteptată

_ Racheta de propulsie chineză se întoarce necontrolată pe Pământ

_ Studiul inspectează un grup deschis tânăr NGC 3293

_ Ep. 45: Unprecedented! Former President Donald Trump’s Mar-a-Lago Home Raided by FBI | The Larry Elder Show

_ [Premiering at 4PM ET] Is College Worth it? | Counterculture

_ Este posibil ca supernovele și progenitorii să fi contribuit la nebuloasa solară cu mai mult praf decât se credea

_ Vânzătorul de ton StarKist cere Curții Supreme să anuleze hotărârea în acțiunea colectivă

_ Switchel (Haymakers Punch). Gatorade sănătoasă din natură

_ China „Nu va renunța la folosirea forței” împotriva Taiwanului: Cartea albă a PCC

_ Tragedie aviatică: Epava avionului care transporta 22 de pasageri a fost găsită în Nepal

_ Sarah Michelle Gellar se prăbușește în Comic-Con pentru a anunța rolul în seria Teen Wolf Wolf Pack

_ Omul despre oraș: satul italian care are forma unei persoane

_ ISTORIA FĂRĂ PERDEA Marius Oprea / Dosarul Revoluţiei. Conspiratorii lui Gorbaciov în România

_ Renunțând la vaping, adolescenții dependenți de nicotină aleg bomboane, gume

_ China a provocat această criză — SUA trebuie să o câștige

_ 17 guvernatori îl îndeamnă pe Biden să ridice mandatul de vaccinare împotriva COVID-19 în călătoriile internaționale

_ Spitalele trebuie să amâne familiilor probleme de viață și de moarte

_ Datele arată cei 2 cei mai mari factori de risc de cancer


Pag.1
Nr. de articole la aceasta sectiune: 33, afisate in 1 pagina.

ieri 20:09 _ Vin alfresco