Questo software universale consentirà a un gruppo più ampio di scienziati in tutto il mondo di utilizzare simulazioni al computer per esplorare il mondo della dinamica quantistica in modo più efficiente: l’interpretazione artistica. Credito immagine: Bamdad Norouzian tramite Unsplash, licenza gratuita
Gli scienziati utilizzano potenti fonti di luce per studiare minuscole particelle, atomi e molecole che compongono la materia che ci circonda, nota come dominio quantistico. Questi esperimenti possono essere utilizzati per rispondere a domande importanti su come si comportano le particelle nelle reazioni chimiche, sulle proprietà dei materiali e sulle nuove tecnologie quantistiche.
Per comprendere i risultati degli esperimenti di dinamica quantistica, le simulazioni al computer sono cruciali. Il modello virtuale generato dal computer mostra come queste minuscole particelle si muovono secondo le regole della fisica quantistica. Utilizzando le simulazioni quantistiche appena sviluppate, i ricercatori potranno prevedere e comprendere cosa sta accadendo alle molecole durante gli esperimenti.
La dinamica quantistica è un nuovo campo di ricerca e la maggior parte dei gruppi di ricerca utilizza il proprio software personalizzato per i propri studi. Questo approccio individuale significa che è difficile per gli scienziati utilizzare le idee di un gruppo per migliorare i metodi di un altro gruppo.
Professor Basile Curchod, Professore Associato presso la Scuola di Chimica. Credito immagine: Università di Bristol
Ora, un nuovo progetto di ricerca chiamato COSMOS, finanziato dall’Engineering and Physical Sciences Research Council (ESPRC) e che comprende ricercatori dell’Università di Bristol, svilupperà un codice unificato per le simulazioni di dinamica quantistica adatto all’uso sia da parte di ricercatori computazionali che sperimentali.
Questo software universale consentirà a un gruppo più ampio di scienziati in tutto il mondo di utilizzare simulazioni al computer per esplorare il mondo quantistico in modo più efficiente e aiuterà i ricercatori in un’ampia gamma di aree di ricerca a comprendere esperimenti all’avanguardia e a sfruttare gli effetti della dinamica quantistica mediante progettare nuove molecole e materiali.
Professore Basile CurchodProfessore Associato nella Scuola di Chimicaha affermato: “Per quasi un secolo, chimici e fisici hanno sviluppato strategie per comprendere il comportamento degli elettroni nelle molecole utilizzando la meccanica quantistica”.
“L’obiettivo entusiasmante di COSMOS è creare una tavolozza di strumenti teorici e computazionali per descrivere un’intera molecola con la meccanica quantistica, tenendo conto delle dinamiche complesse e accoppiate tra elettroni e nuclei! Questi strumenti sono estremamente necessari per comprendere e controllare processi importanti nell’energia solare, nella fotosintesi, nella chimica atmosferica e nelle tecnologie quantistiche, solo per citarne alcuni”.
Laser, fisica quantistica – interpretazione artistica. Credito immagine: Maximalfocus tramite Unsplash, licenza gratuita
Il ricercatore capo, il professor Graham Worth, UCL, ha aggiunto: “Sono molto entusiasta di essere a capo di questo team internazionale. Il progetto sarà una grande sfida e non vedo l’ora di vedere come possiamo combinare le nostre conoscenze e idee per fornire un cambiamento radicale nel modo in cui possiamo descrivere, visualizzare e sfruttare i processi quantistici”.
Supportando un gruppo ampio ma integrato di ricercatori all’inizio della carriera, questo finanziamento del programma accelererà enormemente gli sviluppi nella QD, posizionando il Regno Unito come leader globale in questo settore mentre ci muoviamo dall’era del calcolo e della simulazione classici all’era quantistica del prossimi decenni.
Fonte: Università di Bristol
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