你的手機(jī)多久充一次電?可能一天一次。那么我如果告訴你，當(dāng)代科技下或許能實現(xiàn)手機(jī)一年充一次電，你信嗎?你在開玩笑?這是天方夜譚!不，這并不是天方夜譚，這是物理學(xué)的研究成果。
最近由中國科學(xué)院物理研究所方忠研究員等率領(lǐng)的科研團(tuán)隊取得重大突破，成果顯示，他們成功捕捉到一種困擾物理學(xué)家近一個世紀(jì)的“幽靈粒子”，具有“手性”的電子態(tài)——外爾費(fèi)米子。這是物理學(xué)研究的一項重要科學(xué)突破，對“拓?fù)潆娮訉W(xué)”和“量子計算機(jī)”等顛覆性技術(shù)的發(fā)展具有非常重要的意義。令人稱道的是，該發(fā)現(xiàn)從理論預(yù)言到實驗觀測的全過程，都是由我國科學(xué)家獨立完成，得到國際物理學(xué)界的廣泛關(guān)注和認(rèn)可。這項成果可能的應(yīng)用方向之一就是解決類似手機(jī)待機(jī)時間短的問題，可以實現(xiàn)手機(jī)電池一年充一次電。
何為外爾費(fèi)米子
外爾費(fèi)米子這一神奇的粒子早在1929年就由德國物理學(xué)家威爾曼?外爾從理論上預(yù)言。他提出無“質(zhì)量”的電子可以分為左旋和右旋兩種“手性”，這就是外爾費(fèi)米子。如果在某些特殊體系下，電子態(tài)只處于左旋或者右旋其中一種手性狀態(tài)就非常有價值。但是，多年來一直未能在實驗上觀察到。直到2012年和2013年中科院物理所的研究團(tuán)隊基于第一性原理計算首次從理論上預(yù)言在狄拉克半金屬中或許存在外爾費(fèi)米子。這為尋找外爾費(fèi)米子指明了方向，在今年年初，方忠團(tuán)隊直接從理論上一口氣找到四種非磁性的外爾半金屬材料——TaAs、TaP、NbAs和NbP，這無疑為實驗觀測直接提供了精確導(dǎo)航。
最終在團(tuán)隊不懈的努力下，探測到了外爾費(fèi)米子，使得這一“手性”電子得以真實地被發(fā)現(xiàn)，將理論性預(yù)言變?yōu)楝F(xiàn)實，這將有助于改變?nèi)祟悓τ趥鹘y(tǒng)分子物理學(xué)的認(rèn)知，甚至顛覆既定結(jié)論，毫無疑問這是重大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。
全力以赴，曙光系統(tǒng)助力物理科研
在這令人矚目的成果背后是理論和數(shù)值計算起到了關(guān)鍵的作用，而這除了眾多物理學(xué)家的不懈努力之外，還有默默為科學(xué)家工作提供強(qiáng)力支持的曙光高性能計算機(jī)。
從2009年開始，曙光就為中國科學(xué)院物理研究所凝聚態(tài)理論與材料計算重點實驗室提供高性能計算集群全方位支持，曙光高性能計算機(jī)取代IBM系統(tǒng)成為公共計算平臺。2014年，曙光再次為物理所計算集群擴(kuò)容，采用曙光TC5600-H整機(jī)柜刀片平臺作為計算系統(tǒng)，系統(tǒng)雙精度理論峰值性能達(dá)到61.824 TFLOPS(萬億次每秒);存儲系統(tǒng)采用曙光ParaStor200分布式并行存儲系統(tǒng)，配備無阻塞的56Gbps FDR InfiniBand高速計算網(wǎng)絡(luò)互連，以及曙光Gridview集群管理調(diào)度系統(tǒng)。同時配備了完備的軟件開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境，并協(xié)助用戶進(jìn)行了軟件優(yōu)化和應(yīng)用二次開發(fā)，滿足了物理所研究團(tuán)隊第一性原理計算的大規(guī)模計算等需求。
值得一提的是，2013年清華大學(xué)薛其坤研究團(tuán)隊首次在實驗上觀察到的量子反?；魻栃?yīng)也正是方忠團(tuán)隊在2010年通過第一性原理計算所做出的理論預(yù)測。這一系列工作被諾貝爾獎獲得者，我國著名物理學(xué)專家楊振寧教授譽(yù)為諾貝爾獎級別的成就。
結(jié)合到外爾費(fèi)米子的發(fā)現(xiàn)，足以見得，計算方法在今天的物理學(xué)研究中扮演著舉足輕重的角色，高性能計算機(jī)自然就得承擔(dān)起更大的使命。
因此我們有理由相信，在曙光高性能計算系統(tǒng)平臺的支持下，中科院物理所的研究團(tuán)隊必將會產(chǎn)生更多更好的研究成果。曙光高性能計算也會竭力為各大研究機(jī)構(gòu)提供更高效更優(yōu)質(zhì)的平臺保障，為我國科學(xué)事業(yè)的發(fā)展提供動力。