美開發可預測材料超導特性的模擬算法超導材料開發提速

　　研究鐵基超導體的科學家，正在將前所未有的電子結構算法與高效運轉的美國橡樹嶺國家實驗室能源部泰坦超級計算機結合起來，用來預測旋轉動力學，可模擬檢測未經實驗的新材料的超導特性。

　　據物理學家組織網11月4日（北京時間）報道，在最新一期發表的《自然·物理》上，來自美國羅格斯大學的三個研究人員，空前詳細地計算出電力旋轉結構影響因子，即在不同倍數給定距離下，測量包括幾種高溫超導體在內的15種鐵基材料的電子旋轉如何彼此進行校準。

　　超導材料能在高溫下導電，只有微乎其微的甚至沒有電阻，與現在的商用導體不同的是，它不需要用昂貴的冷卻就能展現出超導性能。

　　既有研究表明，旋轉動力學能創造超導所需狀態，而模型計算可以讓研究人員更好地了解，在溫度變化等不同條件下旋轉動力學和其他材料的特性，這比單一條件下的具體實驗更具豐富性。此外，這種計算方法允許多種材料同步模擬，超導新材料或改良材料的開發速度將顯著提升。

　　報道稱，泰坦系統的計算能力達到27千兆次浮點運算，使得研究小組可比較和對照15種材料的旋轉動力學狀態，進而模擬并確認那些能說明問題的超導特性——經過仿真模擬，研究人員在一種鋰鐵砷復合物中發現新超導狀態，這與實驗結果相吻合。

　　“用計算替代實驗是設計新材料的重要一步。”研究人員說，今后，他們計劃在其他超導、非超導甚至難以付諸實驗的材料領域（如放射材料）中，進行旋轉動力學模擬計算。