ಸಮ್ಮಿಳನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಸಾಧನ ಮತ್ತು ಭವಿಷ್ಯದ ಸಮ್ಮಿಳನ ರಿಯಾಕ್ಟರ್‌ನ ನಿರ್ವಾತ ನಾಳದ ಒಂದು ಭಾಗ (ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಎದುರಿಸುತ್ತಿರುವ ವಸ್ತು) ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದೊಂದಿಗೆ ಸಂಪರ್ಕಕ್ಕೆ ಬರುತ್ತದೆ. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಯಾನುಗಳು ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿದಾಗ, ಆ ಕಣಗಳು ತಟಸ್ಥ ಪರಮಾಣುವು ಆಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಉಳಿಯುತ್ತವೆ. ವಸ್ತುವನ್ನು ರಚಿಸುವ ಪರಮಾಣುಗಳಿಂದ ನೋಡಿದರೆ, ಪ್ರವೇಶಿಸಿದ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಯಾನುಗಳು ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳಾಗುತ್ತವೆ. ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳು ವಸ್ತುವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಪರಮಾಣುಗಳ ನಡುವಿನ ಅಂತರದಲ್ಲಿ ನಿಧಾನವಾಗಿ ವಲಸೆ ಹೋಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಅಂತಿಮವಾಗಿ, ಅವು ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಹರಡುತ್ತವೆ. ಮತ್ತೊಂದೆಡೆ, ಕೆಲವು ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮೇಲ್ಮೈಗೆ ಹಿಂತಿರುಗುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮತ್ತೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾಕ್ಕೆ ಹೊರಸೂಸುತ್ತವೆ. ಸಮ್ಮಿಳನ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದ ಸ್ಥಿರ ಬಂಧನಕ್ಕಾಗಿ, ವಸ್ತುವಿನೊಳಗೆ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಯಾನುಗಳ ನುಗ್ಗುವಿಕೆ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನ ಒಳಗಿನಿಂದ ವಲಸೆಯ ನಂತರ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ಮರು-ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಯ ನಡುವಿನ ಸಮತೋಲನವು ಅತ್ಯಂತ ಮುಖ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ.

ಆದರ್ಶ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುಗಳ ಒಳಗಿನ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ವಲಸೆಯ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಅನೇಕ ಸಂಶೋಧನೆಗಳಲ್ಲಿ ಚೆನ್ನಾಗಿ ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ನಿಜವಾದ ವಸ್ತುಗಳು ಪಾಲಿಕ್ರಿಸ್ಟಲಿನ್ ರಚನೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿವೆ, ಮತ್ತು ನಂತರ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿ ಪ್ರದೇಶಗಳಲ್ಲಿ ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಇನ್ನೂ ಸ್ಪಷ್ಟಪಡಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ. ಇದಲ್ಲದೆ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾವನ್ನು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸ್ಪರ್ಶಿಸುವ ವಸ್ತುವಿನಲ್ಲಿ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಅಯಾನುಗಳ ಅತಿಯಾದ ಆಕ್ರಮಣದಿಂದಾಗಿ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯು ಮುರಿದುಹೋಗುತ್ತದೆ. ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿರುವ ಸ್ಫಟಿಕ ರಚನೆಯೊಂದಿಗೆ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗಿನ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ವಲಸೆಯ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಸಾಕಷ್ಟು ಪರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿಲ್ಲ.

ನ್ಯಾಷನಲ್ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್ ಆಫ್ ನ್ಯಾಚುರಲ್ ಸೈನ್ಸಸ್ ಎನ್‌ಐಎಫ್‌ಎಸ್‌ನ ಪ್ರೊಫೆಸರ್ ಅಟ್ಸುಶಿ ಇಟೊ ಅವರ ಸಂಶೋಧನಾ ಗುಂಪು ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನಲ್ಲಿ ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮತ್ತು ಸಮಾನಾಂತರ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳ ಮೂಲಕ ಅನಿಯಂತ್ರಿತ ಪರಮಾಣು ರೇಖಾಗಣಿತವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಲ್ಲಿ ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗಗಳ ಬಗ್ಗೆ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಮತ್ತು ತ್ವರಿತ ಹುಡುಕಾಟದ ವಿಧಾನವನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವಲ್ಲಿ ಯಶಸ್ವಿಯಾಗಿದೆ. ಮೊದಲಿಗೆ, ಅವರು ಸಂಪೂರ್ಣ ವಸ್ತುಗಳನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ಹಲವಾರು ಸಂಖ್ಯೆಯ ಸಣ್ಣ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಕೊಳ್ಳುತ್ತಾರೆ.

ಪ್ರತಿ ಸಣ್ಣ ಡೊಮೇನ್‌ನ ಒಳಗೆ ಅವರು ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಆಣ್ವಿಕ ಡೈನಾಮಿಕ್ಸ್ ಮೂಲಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರ ಮಾಡುತ್ತಾರೆ. ಸಣ್ಣ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳ ಆ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳು ಕಡಿಮೆ ಸಮಯದಲ್ಲಿ ಪೂರ್ಣಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ ಏಕೆಂದರೆ ಡೊಮೇನ್‌ನ ಗಾತ್ರವು ಚಿಕ್ಕದಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಪರಿಗಣಿಸಬೇಕಾದ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಂಖ್ಯೆ ಹೆಚ್ಚಿಲ್ಲ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ಸಣ್ಣ ಡೊಮೇನ್‌ನಲ್ಲಿನ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಸ್ವತಂತ್ರವಾಗಿ ನಡೆಸಬಹುದಾಗಿರುವುದರಿಂದ, ಇಂಟರ್ನ್ಯಾಷನಲ್ ಫ್ಯೂಷನ್ ಎನರ್ಜಿ ರಿಸರ್ಚ್ ಸೆಂಟರ್ (IFERC-CSC), ಅಮೋರಿ, ಕಂಪ್ಯೂಟೇಶನಲ್ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ಸೆಂಟರ್‌ನಲ್ಲಿ NIFS ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟರ್ ಮತ್ತು HELIOS ಸೂಪರ್‌ಕಂಪ್ಯೂಟರ್ ಸಿಸ್ಟಮ್ ಅನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಸಮಾನಾಂತರವಾಗಿ ನಡೆಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಜಪಾನ್. ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸಿಮ್ಯುಲೇಟರ್‌ನಲ್ಲಿ, 70,000 CPU ಕೋರ್‌ಗಳನ್ನು ಬಳಸಲು ಸಾಧ್ಯವಿರುವುದರಿಂದ, 70,000 ಡೊಮೇನ್‌ಗಳ ಮೇಲೆ ಏಕಕಾಲಿಕ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರಗಳನ್ನು ಮಾಡಬಹುದು. ಸಣ್ಣ ಡೊಮೇನ್‌ಗಳಿಂದ ಎಲ್ಲಾ ಲೆಕ್ಕಾಚಾರದ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಒಟ್ಟುಗೂಡಿಸಿ, ಇಡೀ ವಸ್ತುವಿನ ಮೇಲೆ ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗಗಳನ್ನು ಪಡೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ.

ಸೂಪರ್ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ನ ಇಂತಹ ಸಮಾನಾಂತರೀಕರಣ ವಿಧಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಬಳಸುವ ವಿಧಾನಕ್ಕಿಂತ ಭಿನ್ನವಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದನ್ನು MPMD3)-ಟೈಪ್ ಪ್ಯಾರಲಲೈಸೇಶನ್ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ. NIFS ನಲ್ಲಿ, MPMD-ರೀತಿಯ ಸಮಾನಾಂತರೀಕರಣವನ್ನು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿ ಬಳಸುವ ಸಿಮ್ಯುಲೇಶನ್ ವಿಧಾನವನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸಲಾಗಿದೆ. ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತತೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಇತ್ತೀಚಿನ ವಿಚಾರಗಳೊಂದಿಗೆ ಸಮಾನಾಂತರೀಕರಣವನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಮೂಲಕ, ಅವರು ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗಕ್ಕಾಗಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ವೇಗದ ಸ್ವಯಂಚಾಲಿತ ಹುಡುಕಾಟ ವಿಧಾನವನ್ನು ತಲುಪಿದ್ದಾರೆ.

ಈ ವಿಧಾನವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಮೂಲಕ, ಸ್ಫಟಿಕ ಧಾನ್ಯದ ಗಡಿಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ನೈಜ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ವಲಸೆ ಮಾರ್ಗವನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ಹುಡುಕಲು ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ ಅಥವಾ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾದೊಂದಿಗೆ ದೀರ್ಘಾವಧಿಯ ಸಂಪರ್ಕದಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕದ ರಚನೆಯು ಅಸ್ತವ್ಯಸ್ತವಾಗಿರುವ ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಸಹ ಸಾಧ್ಯವಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ವಲಸೆಯ ಮಾರ್ಗಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಮಾಹಿತಿಯ ಆಧಾರದ ಮೇಲೆ ವಸ್ತುವಿನೊಳಗಿನ ಅಶುದ್ಧ ಪರಮಾಣುಗಳ ಸಾಮೂಹಿಕ ವಲಸೆಯ ನಡವಳಿಕೆಯನ್ನು ತನಿಖೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ, ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಮತ್ತು ವಸ್ತುವಿನೊಳಗಿನ ಕಣಗಳ ಸಮತೋಲನದ ಬಗ್ಗೆ ನಮ್ಮ ಜ್ಞಾನವನ್ನು ನಾವು ಆಳಗೊಳಿಸಬಹುದು. ಹೀಗಾಗಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಬಂಧನದಲ್ಲಿ ಸುಧಾರಣೆಗಳನ್ನು ನಿರೀಕ್ಷಿಸಲಾಗಿದೆ.

ಈ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಮೇ 2016 ರಲ್ಲಿ ಪ್ಲಾಸ್ಮಾ ಸರ್ಫೇಸ್ ಇಂಟರ್ಯಾಕ್ಷನ್ (PSI 22) ಕುರಿತ 22 ನೇ ಅಂತರರಾಷ್ಟ್ರೀಯ ಸಮ್ಮೇಳನದಲ್ಲಿ ಪ್ರಸ್ತುತಪಡಿಸಲಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ನ್ಯೂಕ್ಲಿಯರ್ ಮೆಟೀರಿಯಲ್ಸ್ ಮತ್ತು ಎನರ್ಜಿ ಜರ್ನಲ್‌ನಲ್ಲಿ ಪ್ರಕಟಿಸಲಾಗುವುದು.