Plasma – o quarto estado de carregados eletricamente – chips de computador e materiais de revestimento estão no centro de muitos processos industriais importantes usados para fabricar materiais. Pode ser um desafio imitar esses plasmas, porque vários milhões de operações de matemática devem ser realizadas várias vezes por segundo. Mesmo com os super computadores mais rápidos do mundo, os cientistas lutaram para criar uma simulação dinâmica – que consideram partículas individuais – que são detalhadas e muito rápidas para ajudar a melhorar seus processos de produção.
Agora, um novo método é conhecido como plasmas indutivamente acoplados que fornecem durabilidade e habilidades avançadas para simulações dinâmicas. O procedimento é o Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPPL) do Departamento de Energia dos EUA (PPPL) e do Chip Equipment Manufacturer Inc. Um deles foi aplicado a um código desenvolvido como parte de uma parceria pública privada, que já está usando o equipamento. Pesquisadores da Universidade de Alberta, PPPL e Laboratório Nacional de Los Alamos contribuíram para o projeto.
Os detalhes desses plasmas são importantes para obter melhores idéias sobre como as formas de plasma e se desenvolvem para diferentes processos de fabricação. Quanto mais realista a simulação for, mais precisa as funções de distribuição são fornecidas. Esses arranjos mostram, por exemplo, a possibilidade de uma partícula que está em um local especificado em uma certa velocidade. No final, entender esses detalhes pode ser realizado sobre como usar o plasma de maneira mais refinada para chips mais rápidos ou chips mais rápidos com batatas fritas ou maior armazenamento.
“Este é um passo importante em nossa capacidade”, diz Igor Kaganovich, um principal físico de pesquisa e artigo publicado pelo PPPPL. Plasmia Que as pesquisas de simulação são detalhadas.
Bacalhau
A versão inicial do código foi criada usando um método antigo que se mostrou incrível. A Alberta University Research Associates e o primeiro autor de Paper, DMTRO sidoraneco, disse que o procedimento foi feito significativamente para tornar o código ainda mais estável. “Mudamos as equações, então a simulação se tornou muito confiável imediatamente e não mais acidentes”, disse ele. “Então agora temos uma ferramenta utilizável para imitar os plasmas indutivamente em duas doses espaciais”.
Em qualquer parte, o código foi desenvolvido alterando uma maneira de calcular os campos elétricos. O campo elétrico é como um campo de energia invisível que circunda a carga elétrica e as correntes. Ele usa energia para a partícula. Em um plasma indutivamente acoplado, uma bobina de arame que transporta a corrente elétrica produz um campo magnético alterado, o que resulta em um campo elétrico que aquece o plasma. Esse campo é conhecido como Solonodal Electric Field, a equipe que se concentra em seus esforços.
O Código calcula os campos magnéticos eletrônicos com base no procedimento desenvolvido por Salmon Binhunen do Los National Labo de Los Alamos. Esses métodos eram favoráveis pela cadeia genética do PPPL, que serviu como uma ponte entre os aspectos de Física, Matemática e Ciência da Computação. “Para um problema complexo, a melhoria é significativa”, disse Chen.
A simulação rastreia como um código de partícula em células porque rastreia partículas individuais (ou pequenos grupos de pequenas partículas juntos como as chamadas macropartículas) quando se movem de uma célula da grade para outra grade. Este método funciona especialmente para plasmas usados em dispositivos industriais, onde a pressão do gás é baixa. Um método líquido não funciona para esse plasmas nacional porque usa o valor médio em vez de rastrear partículas individuais.
Para obedecer à lei da conservação de energia
“Essa nova simulação nos permite modelar plasmas maiores rapidamente, preservando a energia adequadamente, os resultados ajudam a garantir que os resultados reflitam os processos físicos reais em vez de padrões numéricos”, disse Kaganovich.
No mundo real, a energia não aparece aleatoriamente ou desaparece. Segue a lei da conservação de energia. No entanto, um pequeno erro na simulação de computador pode ser enviado a cada etapa. Como cada simulação pode estar envolvida com milhares ou até milhões de etapas, um pequeno erro diminui significativamente os resultados. A energia confirmada ajuda a manter a simulação leal no plasma real.
O Staffen Ethia do PPPL também trabalhou no novo código de simulação. O trabalho é o inc. de materiais de alimentação sob D-AC 022-09CH1146666666666666666666666666666666666666666. E foi apoiado por um acordo de pesquisa e desenvolvimento cooperativo entre o PPPL.
