Суперкомп'ютер Frontier допоможе створити кристал на 30% міцніший за алмаз: навіщо це потрібно

Дослідники з Університету Південної Флориди та Ліверморської національної лабораторії імені Лоуренса використовували суперкомп'ютер Frontier для моделювання восьмиатомної об'ємно-центрованої кубічної структури (BC8) — кристалічна фаза вуглецю під високим тиском, що міцніша за алмаз, повідомляє Interesting Engineering.

Під впливом високої температури і тиску під поверхнею Землі атом вуглецю зв'язується з ще чотирма атомами — так утворюється алмаз, — найміцніший з відомих природних матеріалів. Вчені вважають, що можливо створити кристал з вісьмома атомами вуглецю, який теоретично зможе бути міцнішим за алмази на 30%. Такий кристал вони називають "супералмазом" і стверджують, що він зміг би витримувати тиск понад 10 млн атмосфер.

BC8 являє собою фазу високого тиску, яку можна отримати з використанням кремнію і германію і яку можна відновити в умовах навколишнього середовища. Оскільки кремній і германій мають властивості, аналогічні вуглецю, дослідники вважають, що BC8 також буде стабільним в умовах навколишнього середовища, а його структура тетраедричної форми без візерунка спайності, характерного для алмазів, зробить його міцнішим.

Попередні спроби синтезувати фазу BC8 не увінчалися успіхом. Тому дослідники звернулися до екзафлопсного суперкомп'ютера Frontier, щоб змоделювати умови, необхідні для створення необхідних структур. Науковці використовували алгоритми машинного навчання, щоб точно визначити взаємодії між атомами за різних умов температури та тиску.

Результати моделювання дали змогу знайти відповіді на питання, чому попередні спроби синтезу BC8 зазнали невдачі. Це також дає підказку про те, як кристал може бути створений у лабораторії, над чим дослідники збираються працювати далі.

Раніше ми писали про те, що у NASA проблеми з місіями через старі суперкомп'ютери. Істотна проблема, на яку вказали аудитори, полягає в тому, що Агентство не встигає за сучасними суперкомп'ютерними технологіями.