Calculer les interactions entre la lumière et la matière
Les lasers modernes génèrent des impulsions ultra courtes, qui permettent d'observer le déplacement des atomes et des molécules. Les lasers à électrons libres enrichissent les outils disponibles pour étudier les processus dynamiques très rapides, à l'aide de sources de lumière cohérente allant du proche infrarouge aux rayons X très courts. Le projet HPCAMO («A new computational framework for molecular dynamics»), financé par l'UE, a été lancé pour mieux comprendre les interactions des champs électromagnétiques avec des systèmes moléculaires complexes. Le projet a conçu un cadre théorique et de calcul pour décrire les processus dynamiques d'un ion hydrogène moléculaire exposé à de puissantes impulsions lumineuses, avec une durée de l'ordre de l'attoseconde ou de la femtoseconde. Pour calculer ses propriétés, les scientifiques ont appliqué ab initio une théorie de matrice R dépendant du temps. Ils ont ensuite cherché à développer cette méthodologie pour inclure des systèmes atomiques. Ils se sont appuyés sur l'OpenCL (Open Computing Language) pour développer un code de calcul très performant. Cet environnement de programmation sert à écrire des programmes destinés à des architectures informatiques hétérogènes composées du processeur central (CPU) et du processeur de traitement graphique (GPU). HPCAMO a ainsi présenté un superordinateur à faible coût, basé sur un GPU et à la portée des PME. Ce concept informatisé couvre une échelle de fréquence ayant des infrarouges lointains jusqu'aux rayons X mous, et une échelle temporelle allant des attosecondes aux femtosecondes. Il apporte des informations très utiles sur les interactions à petite échelle.
Mots‑clés
Cadre de calcul, processus dynamique, système moléculaire, impulsion ultra courte, attoseconde, femtoseconde, interactions à petite échelle
