อัลกอริธึมการคำนวณทำนายโครงสร้างผลึกของวัสดุแม่เหล็ก

อะไรคือแรงจูงใจในการวิจัย?แรงจูงใจคือการพัฒนาอัลกอริทึมการคำนวณตามวิธีการทำนายโครงสร้างของวัสดุประเภทหนึ่งที่ชุมชนได้รับการศึกษาไม่ดีเนื่องจากความซับซ้อน: วัสดุแม่เหล็ก เหล่านี้เป็นชุดของวัสดุที่หลากหลายซึ่งมีลักษณะของการมีอยู่ของระดับอิสระของการหมุนของอิเล็กตรอน ในการจำแนกประเภททั่วไปของวัสดุแม่เหล็กนี้ มีการแบ่งย่อยออกเป็นสองส่วนใหญ่ๆ คือ วัสดุแม่เหล็ก

แบบอ่อน

และแบบแข็ง วัสดุแม่เหล็กแบบอ่อนจะไม่คงความเป็นแม่เหล็กไว้ ในขณะที่วัสดุแม่เหล็กแบบแข็งจะยังคงเป็นแม่เหล็ก แม่เหล็กแข็ง (หรือแม่เหล็กถาวร) เป็นส่วนประกอบสำคัญในเทคโนโลยีสมัยใหม่ ใช้ในอุปกรณ์ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์มากมาย ตั้งแต่คอมพิวเตอร์ เครื่องใช้ไฟฟ้า ไปจนถึงอุปกรณ์

ทางการแพทย์ แต่ก็มีความสำคัญเช่นกันในแอปพลิเคชันที่เกิดขึ้นใหม่ เช่น ในยานยนต์ไฟฟ้าและกังหันลมปัญหาคือเราต้องพึ่งพาแม่เหล็กถาวรสามประเภทเป็นหลัก จุดมุ่งหมายประการหนึ่งของงานนี้คือการได้รับข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับความสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างโครงสร้างผลึกของแม่เหล็ก

ถาวรและคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็กคุณทำอะไรในการทำงานการวิจัยของเราประกอบด้วยการรวมวิธี  (สำหรับการทำนายโครงสร้าง) เข้ากับการคำนวณแม่เหล็กในหลักการขั้นแรกที่ทันสมัย ​​เพื่อสแกนหาแม่เหล็กถาวรประเภทใหม่ที่อาจเกิดขึ้น เราเผชิญกับข้อจำกัดทางเทคนิคหลายประการ 

ขนาดของเซลล์จำลอง ปัญหาการบรรจบกัน และความซับซ้อนของวัสดุเป็นอุปสรรคสำคัญเสมอ นี่เป็นงานเชิงคำนวณ/เชิงทฤษฎีที่เราต้องทำการประมาณค่าหลายอย่างและพิจารณากรณีง่ายๆ ที่เป็นที่รู้จัก และค่อยๆ ทำงานกับวัสดุแม่เหล็กที่ท้าทายที่สุด ส่วนที่เป็นนวัตกรรมอย่างหนึ่งของงานคือวิธี

ที่เรารวมการคำนวณสองระดับ (สปินและสปินแบบไม่โพลาไรซ์) เพื่อเอาชนะค่าใช้จ่ายในการคำนวณที่เรียกร้อง อีกประเด็นหนึ่งที่ทำให้งานน่าสนใจสำหรับงานวิจัยอื่นๆ คือวิธีการทำงานอัตโนมัติ ซึ่งให้ผลลัพธ์ที่น่าเชื่อถือภายใต้หลักทฤษฎีเดียวกันสำหรับระบบแม่เหล็กจำนวนมาก ในงานวิจัยนี้

เราตรวจสอบ

ไบนารีเฟสที่ทำจากโลหะทรานซิชัน 3 มิติการค้นพบใดที่น่าสนใจและ/หรือสำคัญที่สุด

หนึ่งในผลลัพธ์ที่โดดเด่นที่สุด นอกเหนือจากเครื่องคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาขึ้นแล้ว คือข้อเท็จจริงที่ว่าเราสามารถทำนายระยะ FeNi ที่น่าตื่นเต้นได้ มีการคาดเดามากมายเกี่ยวกับเฟส 

ซึ่งแสดงความสามารถที่สำคัญในฐานะแม่เหล็กแข็ง อย่างไรก็ตาม เฟสนี้พบได้ในอุกกาบาตเท่านั้น และจากการทดลองพบว่าสังเคราะห์ขึ้นในห้องทดลองได้ยาก ในงานนี้ เรารายงานโครงสร้างผลึกที่มีพลังงานต่ำกว่าเฟส tetrataenite และมีความอิ่มตัวของแม่เหล็ก สิ่งนี้เปรียบเทียบกับแม่เหล็กแข็ง

อันล้ำสมัย ในทางทฤษฎี ระบบนี้อาจเป็นตัวเลือกที่ดีสำหรับการใช้งานแม่เหล็กถาวร โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพิจารณาว่าระบบนี้ปราศจากโลหะหายากและทำจากองค์ประกอบมากมาย ดังนั้นผลการวิจัยของเราจึงดึงดูดให้เพื่อนร่วมงานทดลองสำรวจเพิ่มเติมว่า FeNi โพลีมอร์ฟพลังงานต่ำนี้

เหตุใดการวิจัยนี้จึงมีความสำคัญการวิจัยมีความสำคัญเนื่องจากแสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ที่จะ “เข้าถึง” วัสดุแม่เหล็กจากมุมมองของคอมพิวเตอร์ มีความเข้าใจผิดในชุมชนว่าการคำนวณหลักการแรกไม่สามารถอธิบายระบบเหล่านี้ได้ทั้งหมด แม้ว่าสิ่งนี้จะเป็นที่ยอมรับกันดีสำหรับปฏิสัมพันธ์ประเภทหนึ่งๆ 

(ระบบที่สัมพันธ์กันอย่างยิ่ง) แต่ก็มีระบบประเภทอื่นๆ ที่เป็นแม่เหล็กและสามารถอธิบายได้อย่างถูกต้องโดยใช้ทฤษฎีฟังก์ชันความหนาแน่นของโคห์น-แชม เราหวังว่าผลงานชิ้นนี้จะจุดประกายการวิจัยเกี่ยวกับวัสดุแม่เหล็กต่อไป ตั้งแต่ทฤษฎีไปจนถึงการพัฒนาการคำนวณไปจนถึงการตรวจสอบเชิงทดลอง

เพิ่มเติม 

ส่วนสำคัญของการวิจัยนี้คือความสามารถในการถ่ายโอนวิธีการคำนวณไปยังแอปพลิเคชันประเภทอื่น ในอนาคต เราคาดการณ์ล่วงหน้าว่าการศึกษาวัสดุทอพอโลยีจะก่อให้เกิดพลังงานแอนไอโซโทรปีแม่เหล็ก คุณวางแผนจะทำอะไรต่อไป? ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้

การศึกษาเกี่ยวกับวัสดุเชิงทอพอโลยีและอำนาจแม่เหล็กทำให้เกิดช่องว่างมากมายสำหรับการค้นพบปรากฏการณ์ที่น่าตื่นเต้น อย่างไรก็ตาม ในระยะสั้น สิ่งที่เราวางแผนต่อไปคือการขยายการศึกษาของเราไปยังวัสดุที่แสดงฤทธิ์ต้านแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างไรก็ตาม ต้องดำเนินการพัฒนาหลายอย่างก่อน

“หากทุกอย่างเป็นไปตามแผน เครื่องจะสามารถออนไลน์ได้ภายในปี 2546” ค่าใช้จ่ายในการดำเนินการต่อปีของสิ่งอำนวยความสะดวกจะอยู่ที่ประมาณ 3.5 ล้านดอลลาร์ บวกกับเงินเดือน ที่จะไปถึงขั้นนั้น ตัวอย่างเช่น เราต้องหาทางลดค่าใช้จ่ายในการคำนวณให้มากขึ้น และค้นหาแนวคิดอันชาญฉลาด

โยฮันเนส แอนเดอร์เซน เลขาธิการ IAU กล่าวว่า “ภัยคุกคามต่อดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ทำลายความสามารถของเราในการได้รับความรู้ทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญโดยการศึกษาเอกภพเท่านั้น แต่ยังจะส่งผลกระทบต่อกิจกรรมอื่นๆ ของมนุษย์มากขึ้นด้วย” โยฮันเนส แอนเดอร์เซน 

เลขาธิการ IAU กล่าวหลังการประชุมครั้งล่าสุดในออสเตรีย “โดยเฉพาะอย่างยิ่ง อวกาศซึ่งครั้งหนึ่งเคยเป็นสภาพแวดล้อมที่บริสุทธิ์ กำลังถูกใช้ประโยชน์มากเกินไปอย่างรวดเร็วและกลายเป็นมลพิษ” ภัยคุกคามหลักๆ ได้แก่ มลภาวะทางแสง การรบกวนทางวิทยุ และขยะอวกาศ

การประชุม “การอนุรักษ์ท้องฟ้าดาราศาสตร์” จัดขึ้นในออสเตรียไม่กี่วันก่อนการประชุม UNISPACE III ซึ่งเป็นการประชุมใหญ่ที่ได้รับการสนับสนุนจากสหประชาชาติ (UN) ซึ่งจะพิจารณาถึงผลกระทบและอิทธิพลของการวิจัยอวกาศและอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 21

credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100