Суперкомпьютер Frontier рассчитал, как создать супералмаз

31.07.2024 / 13:47
OLCF at ORNL / flickR.com
Способ получения вещества, которое тверже самого твердого в мире алмаза, рассчитал самый быстрый в мире суперкомпьютер Frontier (Frontier - первый в мире экзафлопсный суперкомпьютер, размещен в Ок-Риджской национальной лаборатории США. Он выполняет 1018 операций в секунду. Его запустили в 2022 году).

Речь идет о "супералмазе", который назван теоретиками BC8 (восьмиатомный объемно-центрированный кубический). Примерные оценки показали, что для его получения потребовались бы экстремальные давление и температура, которые крайне сложно создать на Земле.

Группа исследователей во главе с Иваном Олейником, профессором Университета Южной Флориды решила на суперкомпьютере более конкретно и точно определить, что потребуется для образования BC8. "Для этого исследования нам нужно было смоделировать более миллиарда атомов, выполняя до миллиона временных шагов в молекулярно-динамических симуляциях, - говорит профессор. - У нас был доступ к другим суперкомпьютерам, но ни у одного из них не было достаточно вычислительной мощности, чтобы справиться с таким количеством атомов".

Какой же рецепт для превращения обычного алмаза в BC8 дал суперкомпьютер? Оказалось, что традиционные алмазы сначала должны расплавиться, прежде чем жидкий углерод мог бы затем перестроиться в сверхпрочную структуру BC8. Для этого требуются экстремальные давления, в 12 миллионов раз превышающие давление земной атмосферы, и температура 5000 К, что близко к температуре Солнца.

И, наконец, самое главное. Расчеты показали, что такие условия можно создать с помощью серии сильных ударных волн. Теперь ученые намерены синтезировать BC8 в знаменитой Ливерморской национальной лаборатории на установке ядерного синтеза размером со стадион, которая использует 192 мощных лазера для создания суперэкстремальных давлений и температур.

Поделиться