Software per simulazioni al computer, uno studio presenta novità e prospettive

L'Università di Udine è da tempo impegnata nello sviluppo di software scientifici open source dedicati alle simulazioni al computer, in particolare delle proprietà dei materiali. L’Ateneo friulano, in collaborazione con una trentina di istituzioni scientifiche italiane ed estere, sta sviluppando un software per simulazioni numeriche “da principi primi”. In questo campo, uno studio partecipato da Paolo Giannozzi dell’Ateneo friulano, presenta le novità e i progressi conseguiti negli ultimi dieci anni dal software Quantum Espresso. Si tratta di un software scientifico nato da un progetto collaborativo attivo da circa 15 anni in cui lavorano gruppi di ricerca di tutto il mondo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista scientifica internazionale Journal of Physics: Condensed Matter.

L’esigenza di una partecipazione allargata nello sviluppo di questo tipo di programmi informatici nasce dalla crescente complessità di teorie, metodi e algoritmi, nonché dalla continua evoluzione dell'architettura dei computer. Tutto ciò ha reso nel tempo il software per simulazioni da principi primi sofisticato e complesso, fino a renderne il suo sviluppo un compito troppo gravoso per un singolo ricercatore o gruppo di ricerca.

«Le simulazioni numeriche – spiega Giannozzi, docente di fisica della materia condensata del dipartimento di Scienze matematiche, informatiche e fisiche (Dmif) – giocano un ruolo fondamentale in molti campi delle scienze. In particolare, le simulazioni “da principi primi” (basate sulla teoria del Funzionale densità-Dft) sono diventate uno strumento indispensabile per prevedere e spiegare le proprietà elettroniche, strutturali e vibrazionali dei materiali. Si va dai cristalli semplici alle nanostrutture complesse. L'importanza di tali simulazioni è stata consacrata dal premio Nobel per la Chimica 1998 a Walter Kohn, fondatore della Dft».