ഫ്യൂഷൻ പരീക്ഷണ ഉപകരണത്തിൻ്റെയും ഭാവി ഫ്യൂഷൻ റിയാക്ടറിൻ്റെയും വാക്വം വെസലിൻ്റെ (പ്ലാസ്മ അഭിമുഖീകരിക്കുന്ന മെറ്റീരിയൽ) ഒരു ഭാഗം പ്ലാസ്മയുമായി സമ്പർക്കം പുലർത്തുന്നു. പ്ലാസ്മ അയോണുകൾ പദാർത്ഥത്തിലേക്ക് പ്രവേശിക്കുമ്പോൾ, ആ കണങ്ങൾ ഒരു ന്യൂട്രൽ ആറ്റമായി മാറുകയും പദാർത്ഥത്തിനുള്ളിൽ തങ്ങിനിൽക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മെറ്റീരിയൽ നിർമ്മിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങളിൽ നിന്ന് നോക്കിയാൽ, പ്രവേശിച്ച പ്ലാസ്മ അയോണുകൾ അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളായി മാറുന്നു. അശുദ്ധമായ ആറ്റങ്ങൾ മെറ്റീരിയൽ രചിക്കുന്ന ആറ്റങ്ങൾക്കിടയിലുള്ള ഇടങ്ങളിൽ പതുക്കെ മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യുകയും ഒടുവിൽ അവ പദാർത്ഥത്തിനുള്ളിൽ വ്യാപിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. മറുവശത്ത്, ചില അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങൾ ഉപരിതലത്തിലേക്ക് മടങ്ങുകയും വീണ്ടും പ്ലാസ്മയിലേക്ക് പുറന്തള്ളപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ഫ്യൂഷൻ പ്ലാസ്മയുടെ സ്ഥിരതയ്‌ക്ക്, മെറ്റീരിയലിലേക്ക് പ്ലാസ്മ അയോണുകൾ തുളച്ചുകയറുന്നതും മെറ്റീരിയലിനുള്ളിൽ നിന്ന് മൈഗ്രേഷൻ കഴിഞ്ഞ് അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ പുനർനിർമ്മാണവും തമ്മിലുള്ള സന്തുലിതാവസ്ഥ വളരെ പ്രധാനമാണ്.

അനുയോജ്യമായ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുള്ള മെറ്റീരിയലുകൾക്കുള്ളിലെ അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ മൈഗ്രേഷൻ പാത പല ഗവേഷണങ്ങളിലും നന്നായി വ്യക്തമാക്കപ്പെട്ടിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, യഥാർത്ഥ വസ്തുക്കൾക്ക് പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ ഘടനയുണ്ട്, തുടർന്ന് ധാന്യ അതിർത്തി പ്രദേശങ്ങളിലെ മൈഗ്രേഷൻ പാതകൾ ഇതുവരെ വ്യക്തമാക്കിയിട്ടില്ല. കൂടാതെ, പ്ലാസ്മയെ തുടർച്ചയായി സ്പർശിക്കുന്ന ഒരു വസ്തുവിൽ, പ്ലാസ്മ അയോണുകളുടെ അമിതമായ കടന്നുകയറ്റം കാരണം ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന തകർന്നിരിക്കുന്നു. ക്രമരഹിതമായ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുള്ള ഒരു വസ്തുവിനുള്ളിലെ അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ മൈഗ്രേഷൻ പാതകൾ വേണ്ടത്ര പരിശോധിച്ചിട്ടില്ല.

നാഷണൽ ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് നാച്ചുറൽ സയൻസസ് NIFS-ലെ പ്രൊഫസർ അറ്റ്സുഷി ഇറ്റോയുടെ ഗവേഷണ സംഘം, ഒരു സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറിലെ തന്മാത്രാ ചലനാത്മകതയിലൂടെയും സമാന്തര കണക്കുകൂട്ടലുകളിലൂടെയും അനിയന്ത്രിതമായ ആറ്റം ജ്യാമിതിയുള്ള പദാർത്ഥങ്ങളിലെ മൈഗ്രേഷൻ പാതകളെക്കുറിച്ചുള്ള സ്വയമേവയുള്ളതും വേഗത്തിലുള്ളതുമായ തിരയലിനായി ഒരു രീതി വികസിപ്പിക്കുന്നതിൽ വിജയിച്ചു. ആദ്യം, മുഴുവൻ മെറ്റീരിയലും ഉൾക്കൊള്ളുന്ന നിരവധി ചെറിയ ഡൊമെയ്‌നുകൾ അവർ പുറത്തെടുക്കുന്നു.

ഓരോ ചെറിയ ഡൊമെയ്‌നിലും അവർ തന്മാത്രാ ചലനാത്മകതയിലൂടെ അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ മൈഗ്രേഷൻ പാതകൾ കണക്കാക്കുന്നു. ചെറിയ ഡൊമെയ്‌നുകളുടെ ആ കണക്കുകൂട്ടലുകൾ ചുരുങ്ങിയ സമയത്തിനുള്ളിൽ പൂർത്തിയാകും, കാരണം ഡൊമെയ്‌നിൻ്റെ വലുപ്പം ചെറുതായതിനാൽ ചികിത്സിക്കേണ്ട ആറ്റങ്ങളുടെ എണ്ണം അധികമല്ല. ഓരോ ചെറിയ ഡൊമെയ്‌നിലെയും കണക്കുകൂട്ടലുകൾ സ്വതന്ത്രമായി നടത്താൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, ഇൻ്റർനാഷണൽ ഫ്യൂഷൻ എനർജി റിസർച്ച് സെൻ്ററിൻ്റെ (IFERC-CSC) കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ സിമുലേഷൻ സെൻ്ററിലെ NIFS സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ, പ്ലാസ്മ സിമുലേറ്റർ, HELIOS സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടർ സിസ്റ്റം എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് സമാന്തരമായി കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്നു, Aomori, ജപ്പാൻ. പ്ലാസ്മ സിമുലേറ്ററിൽ, 70,000 സിപിയു കോറുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ കഴിയുന്നതിനാൽ, 70,000 ഡൊമെയ്‌നുകളിൽ ഒരേസമയം കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്താനാകും. ചെറിയ ഡൊമെയ്‌നുകളിൽ നിന്നുള്ള എല്ലാ കണക്കുകൂട്ടൽ ഫലങ്ങളും സംയോജിപ്പിച്ച്, മുഴുവൻ മെറ്റീരിയലിലും മൈഗ്രേഷൻ പാതകൾ ലഭിക്കും.

സൂപ്പർ കമ്പ്യൂട്ടറിൻ്റെ അത്തരമൊരു സമാന്തരവൽക്കരണ രീതി പലപ്പോഴും ഉപയോഗിക്കുന്നതിൽ നിന്ന് വ്യത്യസ്തമാണ്, ഇതിനെ MPMD3) -ടൈപ്പ് പാരലലൈസേഷൻ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. NIFS-ൽ, MPMD-തരം പാരലലൈസേഷൻ ഫലപ്രദമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു സിമുലേഷൻ രീതി നിർദ്ദേശിക്കപ്പെട്ടിരുന്നു. ഓട്ടോമാറ്റിസേഷനുമായി ബന്ധപ്പെട്ട സമീപകാല ആശയങ്ങളുമായി സമാന്തരവൽക്കരണം സംയോജിപ്പിച്ച്, മൈഗ്രേഷൻ പാതയ്ക്കായി അവർ അതിവേഗ ഓട്ടോമാറ്റിക് തിരയൽ രീതിയിലെത്തി.

ഈ രീതി ഉപയോഗിക്കുന്നതിലൂടെ, ക്രിസ്റ്റൽ ഗ്രെയിൻ ബൗണ്ടറികളുള്ള യഥാർത്ഥ വസ്തുക്കളോ അല്ലെങ്കിൽ പ്ലാസ്മയുമായുള്ള ദീർഘകാല സമ്പർക്കം മൂലം ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന തകരാറിലാകുന്ന വസ്തുക്കളോ ഉള്ള അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ മൈഗ്രേഷൻ പാത എളുപ്പത്തിൽ തിരയാൻ കഴിയും. ഈ മൈഗ്രേഷൻ പാതയെക്കുറിച്ചുള്ള വിവരങ്ങളെ അടിസ്ഥാനമാക്കി മെറ്റീരിയലിനുള്ളിലെ അശുദ്ധ ആറ്റങ്ങളുടെ കൂട്ടായ മൈഗ്രേഷൻ്റെ സ്വഭാവം അന്വേഷിക്കുന്നതിലൂടെ, പ്ലാസ്മയുടെയും മെറ്റീരിയലിൻ്റെയും ഉള്ളിലെ കണികാ സന്തുലിതാവസ്ഥയെക്കുറിച്ചുള്ള നമ്മുടെ അറിവ് വർദ്ധിപ്പിക്കാൻ കഴിയും. അതിനാൽ പ്ലാസ്മ ബന്ധനത്തിലെ മെച്ചപ്പെടുത്തലുകൾ പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.

ഈ ഫലങ്ങൾ 2016 മെയ് മാസത്തിൽ പ്ലാസ്മ സർഫേസ് ഇൻ്ററാക്ഷനെക്കുറിച്ചുള്ള 22-ാമത് അന്താരാഷ്ട്ര കോൺഫറൻസിൽ (PSI 22) അവതരിപ്പിച്ചു, ഇത് ന്യൂക്ലിയർ മെറ്റീരിയൽസ് ആൻഡ് എനർജി ജേണലിൽ പ്രസിദ്ധീകരിക്കും.