Kartlägger teori för material med hjälp av superdatorer

Presentation

Björn Alling, forskare i teoretisk fysik vid Linköpings universitet. Foto: Magnus Johansson, Linköpings universitet
Björn Alling, forskare i teoretisk fysik vid Linköpings universitet. Foto: Magnus Johansson, Linköpings universitet
Björn Alling har med hjälp av superdatorer tagit fram en beräkningsmetod som visar vad som händer i magnetiska material när de utsätts för höga temperaturer. Ett viktigt framsteg som kan leda till en mer beräkningsstyrd utvecklingsprocedur inom hela materialvetenskapsindustrin.

Historiskt sett har experiment varit den definierande metodologin inom materialvetenskapen, sedan har fysikens teorier använts för att förstå och förklara resultaten.
– Vi vill göra tvärtom, säger Björn Alling, forskare i teoretisk fysik vid Linköpings universitet.
Han berättar att det senaste decenniet fört med sig stora genombrott inom teoretisk materialforskning. Forskarna vet idag vilka beräkningsmetoder som är de mest noggranna och har även fått tillgång till superdatorkrafter för att göra beräkningarna. Det finns dock fortfarande ett antal kunskapsluckor, inte minst inom området magnetiska material.
– Det har inte funnits metoder för hur man utifrån kvantmekanisk noggrannhet tar hänsyn till såväl magnetiska temperaturer som vibrationseffekter och andra typer av oordning som finns i materialen. Det är här vår forskning kommer in i bilden.

Milstolpe
Resultaten har inte låtit vänta på sig. I höstas publicerade forskargruppen en uppmärksammad artikel i den ansedda vetenskapliga tidskriften Physical Review Letters.
– Vi har tagit fram en metod som förenar teorin för magnetisk och vibrationell oordning vid höga temperaturer. Ingen före oss har fått beräkningarna att stämma med hur materialet fungerar i verkligheten. Vår metod sätter nu standard för hur den här typen av beräkningar kan utföras med högsta möjliga ambitionsnivå.
Forskargruppen arbetar nu vidare med metoden i syfte att generalisera dess tillämpbarhet och göra den enklare att använda.
– Målet är att vår forskning ska bidra till att materialvetenskapen kan dra maximal nytta av den revolution som sker inom datorvetenskapen och på hårdvarusidan. På längre sikt hoppas jag att vår forskning kan vara en pusselbit i arbetet med att skynda på de teknikomställningar som krävs för att lösa de stora samhällsutmaningarna inom klimat och miljö, avslutar Björn Alling.

Linköpings universitet
Nya material kan lösa många av de stora utmaningar som världen står inför. Björn Alling har 12 miljoner kronor i forskningsanslag från Stiftelsen för strategisk forskning där forskningsinriktningen är att med hjälp av super­datorberäkningar och kvantmekanik skynda på utvecklingen av nya material.

Linköpings universitet
581 83 Linköping
www.liu.se

Publicerad: 25 juni, 2019