شرکت NEC شبیه‌ساز پیشرفته‌ای به نام «شبیه‌ساز زمین» را ساخته‌است که در حوزه‌های پیش‌بینی هوای و تغییرات اقلیمی کاربرد وسیعی دارد. این شرکت اخیراً از این سیستم در پیش‌بینی واکنش‌های فتوشیمیایی لیزری، در خارج کردن اتم هیدروژن از مولکول کلرید هیدروژن درون نانولوله‌های کربنی استفاده کرده‌است.
پیش‌بینی واکنش فتوشیمیایی
پژوهشگران شرکت NEC اعلام کردند که اولین سیستم پیش‌بینی مبتنی بر شبیه‌سازی را برای واکنش‌های فتوشیمیایی لیزری ارائه کرده‌اند. در این واکنش‌ها اتم هیدروژن از درون مولکول کلرید هیدروژن که درون نانولوله‌ی کربنی گیر فتاده خارج میشود. این شبیه‌سازی به‌وسیله‌ی «شبیه‌ساز زمین»، که دستگاهی است که شرکت NEC برای آژانس علم و فناوری زمین و دریا (JAMSTEC) ساخته ، انجام گرفته‌است. JAMSTEC یک سازمان مستقل اداری است.
نتایج این پروژه در سنتز هیدروژن، مواد ارزان‌قیمت از طریق واکنش فتوشیمیایی که با تابش لیزر انجام میشود و همچنین در توسعه‌ی مواد جدید می‌تواند مفید باشد.
این دستگاه شبیه‌ساز در کنفرانس ابررایانه‌ها که در ماه نوامبر ۲۰۱۰ در آمریکا برگزار شد، به‌دلیل عملکرد تبدیل سریع فوریه جزء بهترین کارها شناخته شد. شبیه‌ساز زمین ثابت کرد که پربازده‌ترین رایانه جهان است؛ به‌خصوص در کاربردهای پیچیده‌ای مانند علم‌نانو، تولید مواد جدید و پیش‌بینی هوا.
تبدیل سریع فوریه تقریباً نیمی از پردازش را در نرم‌افزار به کار رفته در این تحقیق به عهده دارد. شبیه‌ساز زمین، زمان لازم برای محاسبات در تابش پالسی لیزر را به‌شدت کاهش می‌دهد. در روش‌های قبلی چندین ماه زمان برای این کار لازم بود؛ اما با شبیه‌ساز زمین می‌توان این زمان را به دو روز کاهش داد؛ بنابراین این امکان فراهم آمده‌است تا شدت تابش بهینه‌ی لیزر را برای یک‌سری شبیه‌سازی‌‌ها که شدت در آنها متغیر است، در یک محدوده‌ی زمانی قابل قبول مشخص کرد.
این دستگاه شبیه‌ساز زمین، کاربردهای وسیعی دارد؛ برای مثال از آن در پیش‌بینی دقیق تغییرات اقلیمی، درک جامع از مسائل زیست‌محیطی مانند ارزیابی اثرات گرم شدن و همچنین پیشگیری و کاهش بلایای طبیعی از طریق شبیه‌سازی‌های زلزله با قدرت تفکیک بالا استفاده میشود.
شرکت NEC درصدد حمایت از تحقیق و توسعه بر روی ابررایانه‌های پیشرفته، مانند شبیه‌ساز زمین، با استفاده از فناوری‌های HPC برتر است.
این تحقیقات با همکاری JAMSTEC و در قالب پروژه‌ای تحت عنوان “Large-scale Simulation of Characteristics of Carbon Nanotubes” انجام شده‌است. نتایج این پروژه در شماره‌ی دسامبر نشریه‌ی Physical Review Letters به چاپ رسیده‌است.
