Neue Simulation enthüllt die Geheimnisse des Erdkerns und inspiriert zu neuartigen Technologien

BerlinEin neues Simulationsverfahren verschafft Wissenschaftlern tiefere Einblicke in die Vorgänge im Erdkern. Forscher vom Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, den Sandia National Laboratories und der französischen Kommission für alternative Energien und Atomenergie haben dieses Verfahren entwickelt. Es erklärt, wie das magnetische Feld der Erde entsteht. Neben der Geophysik könnte diese Methode auch zur Entwicklung zukünftiger Technologien wie neuronaler Computersysteme und verbesserter Datenspeicherung beitragen.

Molekulare und Spin-Dynamik kombiniert: Einblick in das Verhalten von Eisenatomen und deren magnetischen Eigenschaften unter extremen Bedingungen. Seismische Studien weisen darauf hin, dass der Erdkern neben Eisen auch andere Elemente enthalten könnte. Diese zusätzlichen Elemente, die bisher schwer genau zu modellieren waren, könnten helfen, einige ungewöhnliche Aspekte des Erdmagnetfelds zu erklären.

• Ein tieferes Verständnis der Erzeugung des Erdmagnetfelds
• Mögliche Erkenntnisse über die Elemente im Erdkern
• Anwendungen in energieeffizienten Computer- und Datenspeichertechnologien

Die Methode beeindruckt, da sie in der Lage ist, die extremen Bedingungen von Druck und Temperatur im Erdkern nachzubilden, die in früheren Simulationen nur schwer zu erreichen waren. Die Studie verwendet maschinelles Lernen, um präzise zu simulieren, wie Millionen von Eisenatomen miteinander agieren. Diese digitalen Modelle bieten Einblicke in die Beschaffenheit von Materialien unter diesen intensiven Bedingungen. Die Simulationen weisen auf die mögliche Stabilisierung einer Eisenphase hin, die als raumzentrierte kubische (bcc) Phase bekannt ist und für den Geodynamo-Prozess von Bedeutung sein könnte. Obwohl diese Phase in Experimenten unter solchen Bedingungen bisher nicht beobachtet wurde, eröffnet ihre theoretische Existenz faszinierende Möglichkeiten.

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Die Simulationsmethode könnte die Art und Weise revolutionieren, wie wir Computersysteme entwickeln, die wie das menschliche Gehirn arbeiten, jedoch effizienter sind. Diese Systeme nutzen, im Gegensatz zu herkömmlicher KI, spin-basierte Methoden, die den Prozessen im Erdkern ähneln, um Daten schnell zu verarbeiten und Energie zu sparen. Dies könnte die Entwicklung von KI-Hardware beschleunigen und die Datenspeicherung verbessern, was möglicherweise zu einer schnelleren Technologie führt als die von heute.

Diese Simulationsmethode ermöglicht ein tieferes Verständnis der Funktionsweise des Erdkerns und trägt zur Entwicklung neuer, effizienterer Technologien für Rechnen und Datenspeicherung bei.