Il supercomputer JANUS ha consentito ai ricercatori di riprodurre il protocollo sperimentale della dinamica dell'equilibrio nei vetri di spin. Il successo della simulazione collega gli sviluppi fisici teorici e sperimentali utilizzando questa nuova generazione di computer.

Una caratteristica comune a certi sistemi come i polimeri, liquidi super raffreddati, colloidi o vetri di rotazione è che impiegano molto tempo per raggiungere l'equilibrio. Sono determinati da dinamiche molto lente alle basse temperature. La dinamica è così lenta che l'equilibrio termico non viene mai raggiunto nei campioni macroscopici. Questo tipo di dinamica è caratterizzato da una correlazione o lunghezza di coerenza che indica che le particelle situate a una distanza più breve sono altamente correlate.

I fisici teorici possono calcolare questa lunghezza di correlazione microscopica simulando un gran numero di particelle e seguendo il loro comportamento individuale in un supercomputer. Questi tipi di studi non possono essere condotti sperimentalmente perché è impossibile tracciare tutte le particelle di un sistema, ma è possibile calcolare una lunghezza di correlazione macroscopica applicando campi esterni sul sistema che modificano le barriere energetiche tra i diversi stati.

Grazie al supercomputer JANUS II, ricercatori spagnoli e italiani hanno affinato il calcolo della lunghezza di correlazione microscopica e hanno riprodotto il protocollo sperimentale, consentendo loro di calcolare la lunghezza macroscopica. Il successo della simulazione ha confermato che sia la lunghezza microscopica che quella sperimentale (macroscopica) sono uguali.

"Questo studio fornisce una base teorica per gli studi in questi sistemi fisici, ei risultati ottenuti consentono di collegare direttamente gli sviluppi teorici a quelli sperimentali. Abbiamo preso gli occhiali da spinning come riferimento, perché sono più puliti da studiare come sistema di riferimento, " spiega Juan Jesús Ruiz Lorenzo, un fisico teorico all'UEx e uno degli autori di questo studio che è stato pubblicato sulla rivista Lettere di revisione fisica .

computer JANUS

Il computer JANUS II è una nuova generazione di supercomputer situati presso l'Istituto di Biocomputazione e Fisica dei Sistemi Complessi. "Grazie a questo computer 'dedicato', siamo in grado di simulare un secondo dell'esperimento, nell'intervallo dei tempi sperimentali, " afferma Juan Jesús Ruíz Lorenzo. JANUS II è un supercomputer dedicato basato su processori FPGA riconfigurabili.

I ricercatori hanno riprodotto un esperimento fondamentale sui supercomputer Janus I e Janus II che misura la lunghezza di coerenza nei vetri di spin. Il valore della lunghezza di coerenza (correlazione) stimato attraverso l'analisi delle funzioni di correlazione microscopica è quantitativamente coerente con le sue misurazioni tramite funzioni di risposta macroscopiche