Calcolo dell'interazione tra luce e materia
La tecnologia laser moderna genera impulsi ultrabrevi per l'osservazione del movimento di atomi e molecole. I laser a elettroni liberi stanno aggiungendo ulteriori strumenti per lo studio dei processi dinamici ultraveloci nella materia con fonti di luce coerenti dall'infrarosso vicino alle lunghezze d'onda ultrabrevi dei raggi X. Il progetto HPCAMO ("A new computational framework for molecular dynamics"), finanziato dall'UE, è stato avviato con lo scopo di comprendere meglio l'interazione tra i campi elettromagnetici e i sistemi molecolari complessi. Il progetto ha sviluppato un quadro teorico e computazionale per la descrizione dei processi dinamici di uno ione di idrogeno molecolare esposto a una luce di femtosecondi o attosecondi ad alta intensità. La teoria della matrice R dipendente dal tempo è stata applicata ab initio per calcolare le sue proprietà. Gli scienziati hanno tentato di sviluppare ulteriormente questa metodologia per includere anche i sistemi atomici. È stato sviluppato un codice computazionale ad elevate prestazioni basato sull'Open Computing Language. Questo ambiente di programmazione è utilizzato per scrivere programmi per architetture di computer eterogenee costituite da un'unità centrale e da un'unità di elaborazione grafica (GPU). HPCAMO ha presentato una piattaforma supercomputazionale a basso costo basata su una GPU con prezzo abbordabile per le piccole e medie imprese. Coprendo bande dello spettro dall'infrarosso lontano ai raggi X molli e scale dei tempi dagli attosecondi ai femtosecondi, questo paradigma computazionale offre informazioni valide sulle interazioni su piccola scala.
