प्रकाश संश्लेषण के पहले क्षणों की गणना एक सुपर कंप्यूटर पर की जाती है

प्रकाश ऊर्जा एकत्र करने के लिए LHC-II कॉम्प्लेक्स की योजना: क्लोरोफिल को फ़िरोज़ा रंग में दिखाया गया है, क्लोरोफिल बी हरा है।

पौधों और जानवरों में प्रकाश संश्लेषण अपने रूपांतरण और रासायनिक संचय के साथ एक जीव के प्रतिक्रिया केंद्र द्वारा प्रकाश क्वांटा ऊर्जा के अवशोषण की प्रक्रिया है। संश्लेषित कार्बनिक पदार्थ तब इंट्रासेल्युलर प्रतिक्रियाओं में ईंधन के रूप में काम करते हैं।

प्रतिक्रिया केंद्र एक बड़ा प्रोटीन सुपरकंपलेक्स है जिसमें कई फोटो-कटाई वाले एंटेना हैं। वैज्ञानिक अभी भी इसकी संरचना और कार्यक्षमता का अध्ययन करना जारी रखते हैं। शायद किसी दिन यह उसी उच्च दक्षता के साथ एक कृत्रिम एनालॉग बनाने के लिए निकल जाएगा। यूनिवर्सिटी ऑफ बास्क कंट्री (स्पेन), बार्सिलोना विश्वविद्यालय (स्पेन), लिवरमोर नेशनल लेबोरेटरी (यूएसए, हाले-विटनबर्ग यूनिवर्सिटी (जर्मनी), यूनिवर्सिटी ऑफ लीज (बेल्जियम) और यूनिवर्सिटी ऑफ कोबरा (पुर्तगाल) के वैज्ञानिकों के एक संयुक्त समूह ने इस अध्ययन में अध्ययन कर योगदान दिया। क्लोरोफिल LHC-II (लाइट हार्वेस्टिंग कॉम्प्लेक्स II) फोटो-कलेक्टिंग कॉम्प्लेक्स LHC-II सिमुलेशन एक ही समय में यूरोप के कई सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों पर लॉन्च किया गया था।

सुपर कंप्यूटर के वितरित नेटवर्क के लिए ऑक्टोपस कोड बनाने के बारे में अधिक जानकारी के लिए, एक और वैज्ञानिक लेख देखें । डेवलपर्स प्रकाश संश्लेषण के दौरान प्रतिक्रिया परिसर में होने वाली क्वांटम यांत्रिकी की प्रक्रियाओं का एक विश्वसनीय कंप्यूटर मॉडल बनाने में कामयाब रहे।

शो नीचे दिए गए उदाहरण एक सरल अनुकरण का एक उदाहरण है, एक क्लोरोफिल अणु के लिए एक अनुकूली ग्रिड एक 0,5 एक के नोड्स और 2.5 Å के दायरे के बीच एक दूरी के साथ। प्रत्येक रंग एक ऐसे क्षेत्र से मेल खाता है जिसे एक या अधिक सुपर कंप्यूटर पर बड़े पैमाने पर समानांतर गणना के लिए एक अलग प्रोसेसर की गणना के लिए स्थानांतरित किया जा सकता है।



LHC-II परिसर प्रकाश संश्लेषण के पहले चरण में काम करता है और इसमें 17,000 परमाणु होते हैं। यह निश्चित रूप से ज्ञात नहीं है कि फोटॉन की प्राप्ति पर इस परिसर में वास्तव में क्वांटम प्रक्रियाएं कैसे होती हैं, हालांकि इस विषय पर विश्वसनीय सिद्धांत हैं।

प्रक्रिया के समानांतरकरण के लिए धन्यवाद, वैज्ञानिक समानांतर में काम करने वाले कई सुपर कंप्यूटरों पर अनुकरण चलाने में सक्षम थे। इस प्रयोग में जर्मन सुपरकंप्यूटर जुकेन (458,752 कोर), इतालवी फर्मी (163,840 कोर), जर्मन हाइड्रा (65,320 कोर), कैटलन मारेनोस्ट्रम III (48,896 कोर) और यूरोपीय विश्वविद्यालयों में स्थापित अन्य सुपर कंप्यूटर शामिल थे।

मुख्य लक्ष्य ऑक्टोपस कोड का अनुकूलन करना था, इसे वास्तविक वितरित प्रणाली में अध्ययन करना और सही प्रोग्राम मापदंडों का चयन करना था। संपूर्ण LHC-II अणु का अनुकरण एक अवास्तविक कार्य है, इसलिए, वैज्ञानिकों ने 5759, 4050 और 6075 परमाणुओं वाले मॉडल का उपयोग किया। आज यह LHC-II कॉम्प्लेक्स में प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया का सबसे बड़ा सिमुलेशन है।

प्रयोग के लिए धन्यवाद, यह सिद्धांत की पुष्टि करना संभव था जो फोटॉन के आने के बाद पहले 15 फीमेलोसेकंड में एलएचसी- II के अंदर प्रकाश संश्लेषण प्रतिक्रिया का वर्णन करता है।

मूर के नियम और ऑक्टोपस कोड के अनुकूलन के लिए धन्यवाद, यह आशा की जाती है कि सभी 17,000 परमाणुओं के साथ पूर्ण अणु के लिए प्रकाश संश्लेषण प्रक्रिया का अनुकरण करना जल्द ही संभव होगा। इसके अलावा, अन्य देशों के वैज्ञानिक LHC-II के अलावा अन्य वितरित कंप्यूटिंग और अणुओं के अनुकरण के लिए ऑक्टोपस मुक्त सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं।

वैज्ञानिक कार्य के परिणाम लेख में प्रकाशित किए गए थे " हरे पौधों में क्लोरोफिल ऑप्टिकल प्रतिक्रिया के रंग ट्यूनिंग में इनसाइट्स " पत्रिका में भौतिक रसायन रासायनिक भौतिकी 17 जुलाई, 2015 लेख सार्वजनिक क्षेत्र (में है पीडीएफ )।

Source: https://habr.com/ru/post/hi383511/