La supercomputadora JANUS ha permitido a los investigadores reproducir el protocolo experimental de dinámica de equilibrio en vasos giratorios. El éxito de la simulación conecta desarrollos físicos teóricos y experimentales utilizando esta nueva generación de computadoras.

Una característica común de ciertos sistemas como los polímeros, líquidos superenfriados, coloides o vasos giratorios es que tardan mucho tiempo en alcanzar el equilibrio. Están determinadas por una dinámica muy lenta a bajas temperaturas. La dinámica es tan lenta que nunca se alcanza el equilibrio térmico en muestras macroscópicas. Este tipo de dinámica se caracteriza por una correlación o longitud de coherencia que indica que las partículas situadas a una distancia más corta están altamente correlacionadas.

Los físicos teóricos pueden calcular esta longitud de correlación microscópica simulando una gran cantidad de partículas y siguiendo su comportamiento individual en una supercomputadora. Este tipo de estudios no se pueden realizar de forma experimental porque es imposible rastrear todas las partículas de un sistema, pero es posible calcular una longitud de correlación macroscópica aplicando campos externos en el sistema que modifican las barreras de energía entre los diferentes estados.

Gracias a la supercomputadora JANUS II, investigadores de España e Italia han perfeccionado el cálculo de la longitud de correlación microscópica y han reproducido el protocolo experimental, permitiéndoles calcular la longitud macroscópica. El éxito de la simulación confirmó que tanto la longitud microscópica como la experimental (macroscópica) son iguales.

"Este estudio proporciona una base teórica para los estudios en estos sistemas físicos, y los resultados obtenidos nos permiten conectar directamente desarrollos teóricos con los experimentales. Tomamos las gafas giratorias como referencia, porque son más limpios para estudiar como sistema de referencia, "explica Juan Jesús Ruiz Lorenzo, físico teórico de la UEx y uno de los autores de este estudio que ha sido publicado en la revista Cartas de revisión física .

Computadora JANUS

La computadora JANUS II es una supercomputadora de nueva generación ubicada en el Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos. "Gracias a esta computadora 'dedicada', podemos simular un segundo del experimento, dentro del rango de los tiempos experimentales, "dice Juan Jesús Ruíz Lorenzo. JANUS II es una supercomputadora dedicada basada en procesadores FPGA reconfigurables.

Los investigadores han reproducido un experimento histórico en las supercomputadoras Janus I y Janus II que mide la longitud de coherencia en vasos giratorios. El valor de longitud de coherencia (correlación) estimado a través del análisis de funciones de correlación microscópicas es cuantitativamente consistente con sus mediciones a través de funciones de respuesta macroscópica