Zinean ezer gutxi da dirudiena. Are gutxiago baliabide digitalek mundu birtualak sortzea ahalbidetu zutenetik. “Life of Pi” pelikulan, esate baterako, tigrea birtuala da, konputagailuz egina dago, eta baita eszena honetako arrain hegalariak, itsasoa eta zerua bera ere.
Errealitatean egin ezin dena sortzeko baliabide gisa garatu dira elementu digitalak zinean. Eta arte bat da ikusleak benetakotzat hartuko duen mundu birtualak sortzea. Arte horren gakoetako bat fisika da, hau da, mundu birtual horretan mundu errealean naturaltzat jotzen ditugun lege fisiko oinarrizkoak bete behar dira.
Entretenimendurako ez ezik simulazio birtualak industrian ere erabiltzen dira, besteak beste, proba edo esperimentu erreal bat egin beharrean egoera hori ordenagailuan modu birtualean probatzeko.
EMILIO ARTACHO; Ikerbasque ikertzaitzailea, CIC nanoGUNE: Simulazio batzuk, zuzenean, eskala makroskopikoan egiten dira. Ezagunenak, gaur egun, fluidoen dinamika erabiltzen dutenak dira, esaterako, industria aeroespazialean eta itsasontzigintzan, eta zinegileek ere erabiltzen dute itsaso zakarra simulatzeko benetan halakorik izan gabe. Hori guztia fluidoen dinamikaren bidez egiten da. Simulazio makroskopikoak dira, non uraren edo airearen dinamika deskribatzen duten ekuazioak erabiltzen baitira, biskositatea, dentsitatea eta horrelakoak kontuan izanik.
CIC nanoGUNEn simulazioetan oinarritutako zerbitzu bat eskaintzeari ekin diote. Berrikuntza da simulazioak ez direla makroskopikoak, atomikoak baizik. Simune du izena, eta materialen propietate makroskopikoen muineraino joaten dira: atomoen arteko elkarrekintzaraino, alegia. Eta, horretarako, fisikaren lege kuantikoak dituzte oinarri.
EMILIO ARTACHO; Ikerbasque ikertzaitzailea, CIC nanoGUNE: Bi kontu sartzen dira jokoan: materiaren propietate makroskopikoak, hau da, gure munduan ikusten ditugun horiek, eta atomoen mugimenduarekin zerikusia duten propietateak, edo nukleoen eta elektroien mugimenduarekin, eskala nanometrikoan, edo nanometrikotik behera, hala nola, gogortasuna, tenperatura- edo presio-aldaketen aurrean nola jokatzen duen material horrek... Atomoen mugimenduak eta haien arteko erakarpenak zuzenean eragiten die gure munduan ikusten ditugun propietateei. Guk mugimendu hori ikertzen dugu gure mikroskopio birtualarekin, ordenagailu bidezko simulazio-metodoekin, alegia. Horrela, interesatzen zaigun propietatea aurreikusten dugu. Zenbat iraungo duen pila batek, zer erresistentzia izango duen, zer arintasun... hori guztia atomoekin gertatzen denaren baitan dago, eskala azpinanometrikoan.
ESTER SOLA; Simune: Oro har, metodo hauetan ez da material osoa aztertzen. Logikoa da, material handia badugu, ezin ditugu bere atomo guztiak ikertu. Hortaz, gelaxkatan banatzen dugu, espazioan bata bestearen atzetik errepikatzen diren gelaxkak. Eta gelaxkaren barruko kondizioak kondizio makroskopikoen berdinak dira. Gelaxkari inguruan kondizio berezi batzuk aplikatzen dizkiogu, aldamenean beste gelaxka batzuk dituela simulazeko. Horri esker, atomo-kopuru finitu bat erabiliz sistema infinitu bat balitz bezala aztertzen dugu.
Simulazio atomikoa egiteko tresnak aspaldi erabiltzen dira ikerketan, eta helburua da industriara ere zabaltzea baliabide honek dituen aukerak.
ESTER SOLA; Simune: Orain, pausu bat aurrerago joan nahi dugu, eta enpresei eskaini esanez: “begira, tresna hau erabilgarria izan daiteke zuentzat, dirua eta denbora aurresten lagunduko dizue”. Izan ere, orain arte materia baten propietateak ikertzeko esperimentua egin beharra zegoen nahi eta nahi ez. Baina denbora asko aurreratzen da lehenengo kalkuluak eginez gero, laborategiko lanari mugak jartzen lagun diezazukeelako.
Ikerketan simulazio atomikoetan gehien erabiltzen den software konputazionaletako bat SIESTA izenekoa da. Tresna horren garatzaileetako batzuek Simuneren aditu-panela osatzen dute, Emilio Artachok, besteak beste, eta horiengain dago simulazio jakin bati nola ekin erabakitzeko erantzukizuna; jakintza da aditu horien ekarpena. Eta hori da simulazio atomikoaren muina; horretaz gain software egokia eta kalkulurako gaitasuna besterik ez dute behar, ordenagailuak, alegia.
ESTER SOLA; Simune: Hemen, nanoGUNEn, Simune-k bere ordenagailuak ditu, baina hemendik kanpokoak ere erabiltzen ditugu, Euskal Herriko Unibertsitatekoak, esaterako. Eta, behar izanez gero, nazio- eta nazioarte-mailako clusterrak ere erabil ditzakegu, egin behar dugun kalkuluaren arabera superordenagailu baten beharrean suertatu gaitezke, Bartzelonako Mare Nostrum, edo antzekoren bat.
Konputagailuen clusterren kalkulurako gaitasuna handituz doa etengabe, eta horri esker posible da geroz eta simulazio zehatzagoak egitea.
EMILIO ARTACHO; Ikerbasque ikertzaitzailea, CIC nanoGUNE: Simulazioekin esperimentu pila bat aurresten duzu. Eta simulazioa ona bada, askoz hobeto ulertzen duzu zer gertatzen den, gertatzen dena xehe-xehe ezagutzeko aukera ematen baitizu. Esperimentuetan xehetasun horretara iristea zaila da. Ona da esperimentuak eta simulazioa uztarri berean joatea, batak bestea balioesten duelako; baina simulazioekin askoz gehiago ikasten dugu.
