Аннотация
Настоящей обзор посвящен теории и методам компьютерного моделирования наноразмерных систем с кулоновским взаимодействием на примере исследования наноплазмы, образующейся при ионизации атомарных кластеров коротким лазерным импульсом. Особенностью данной области является то, что она находится на стыке физики неидеальной плазмы, физики наноразмерных систем и вычислительной физики. Неидеальность плазмы и существенное влияние размерных эффектов приводят к необходимости применения методов компьютерного моделирования, среди которых наиболее подробно рассматривается метод молекулярной динамики (МД). Отдельное внимание уделяется построению реалистичных моделей взаимодействия электронов и ионов в неидеальной плазме с учетом квантово-механических эффектов. В качестве способов ускорения программ МД моделирования рассмотрено как распараллеливание на традиционных суперкомпьютерных кластерах, так и адаптация программ моделирования для гибридных вычислительных систем, включающих графические ускорители. Показано, что метод МД является одним из наиболее эффективных для реализации на графических ускорителях. Для иллюстрации возможностей указанных методов приведены последние результаты по моделированию динамики электронов и ионов в наноплазме, полученной при ионизации кластеров натрия.
[ Полный текст ]