| dbo:abstract
|
- الديناميكا الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular dynamics (MD))، هي علم قائم على محاكاة حاسوبية للجزيئات والمركبات معتمدة على قوانين نيوتن للحركة في توقع حركة الجزيئات وسرعة تحركها واماكن وجودها بعد فترات زمنية قصيره جدا وهو عمل يتطلب حلول لمعادلات نيوتن لاعداد هائلة من الجزيئات ولفترات زمنية قصيره جدا ولضمان حساب هذه التوقعات بشكل صحيح أو اقرب للصحة يجب أخذ عدة امور عند حساب قوانين نيوتن مثل قوى التجاذب بين الجزيئات واهتزاز روابط الجزي وانثناء الرووابط حول محورها وتذبذب الزاوية بين ذرات الجزي وايضا تذبذب الزوايا بين مستويات الجزئ أو ما يعرف بالزاوية الزوجية وامور أخرى كثيرة ولاننا في هذه العملية نقوب بحساب قوانين نيوتن وقوانين أخرى تتعلق بالمحاكاة لاعداد كبيرة جده من الجزيئات هذا يجعل العملية معقدة جدا وشبه مستحيلة لذلك يتم الاستعانة ببعض الفرضيات وطرق احصائية لتساعدنا في جعل هذه الحسابات ممكنة من الناحية العملية. الديناميكات الجزيئية هي طريقة محاكاة حاسوبية لتحليل الحركات الفيزيائية للذرات والجزيئات. يُسمح للذرات والجزيئات بالتفاعل لفترة زمنية محددة، مما يعطي نظرة على «التطور» الديناميكي للنظام. في الإصدار الأكثر شيوعًا، يتم تحديد مسارات الذرات والجزيئات عن طريق الحل العددي لمعادلات نيوتن للحركة لنظام من الجسيمات المتفاعلة، حيث تُحسب القوى بين الجسيمات وطاقاتها الكامنة غالبًا باستخدام أو الجزيئية. يتم تطبيق الطريقة في الغالب في الفيزياء الكيميائية وعلوم المواد والفيزياء الحيوية. نظرًا لأن الأنظمة الجزيئية تتكون عادةً من عدد كبير من الجسيمات، فمن المستحيل تحديد خصائص هذه الأنظمة المعقدة بشكل تحليلي؛ تتغلب محاكاة الديناميكا الجزيئية على هذه المشكلة باستخدام الطرق العددية. ومع ذلك، فإن عمليات محاكاة الديناميكا الجزيئية الطويلة رياضيًا، مما يؤدي إلى حدوث أخطاء تراكمية في التكامل العددي يمكن تقليلها من خلال الاختيار المناسب للخوارزميات والمعلمات، ولكن لا يتم التخلص منها تمامًا. بالنسبة للأنظمة التي تتبع فرضية إرغوديك، يمكن استخدام تطور محاكاة ديناميكية جزيئية واحدة لتحديد الخصائص الديناميكية الحرارية العيانية للنظام: المتوسطات الزمنية لنظام ergodic تتوافق مع متوسطات كما أطلق على الديناميكا الجزيئية أيضًا اسم «الميكانيكا الإحصائية بالأرقام» و «رؤية لابلاس للميكانيكا النيوتونية» للتنبؤ بالمستقبل من خلال تحريك قوى الطبيعة والسماح بإلقاء نظرة ثاقبة على الحركة الجزيئية على نطاق ذري. (ar)
- En la química, la dinàmica molecular (DM) és una tècnica de simulació en la qual es permet que àtoms i molècules interaccionin per un període. En general, els sistemes moleculars són complexos i consisteixen d'un gran nombre de partícules, per la qual cosa seria impossible trobar les seves propietats de forma analítica. Per a evitar aquest problema, la DM utilitza mètodes numèrics. Representa un punt intermedi entre els experiments i la teoria. Pot ser entesa com un experiment en la computadora. La dinàmica molecular és un camp interdisciplinari. Les seves i teories provenen de les matemàtiques, física i química. Empra algoritmes de les ciències de la computació i teoria de la informació. Permet entendre als materials i les molècules no com entitats rígides, sinó com cossos animats. Originalment va ser concebuda dintre de la física teòrica, encara que avui dia se li utilitza sobretot en biofísica i ciència de materials. El seu camp d'aplicació va des de superfícies catalítiques fins a sistemes biològics. Aquesta tècnica presenta un compromís entre cost computacional i fiabilitat en els resultats, ja que s'utilitzen les equacions de Newton, que són menys costoses que les de la mecànica quàntica. És per això que moltes propietats que poden resultar d'interès, com per exemple la formació o ruptura d'enllaços no puguin ser estudiades mitjançant aquest mètode, ja que no contempla estats excitats o reactivitat. Existeixen mètodes híbrids denominats QM/MM (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) en els quals un centre reactiu és tractat de manera quàntica mentre que l'ambient que ho envolta es tracta de manera clàssica. El desafiament en aquest tipus de mètodes resulta en la definició de manera precisa de la interacció entre els dues formes de descriure el sistema. Sabem que la matèria està constituïda de partícules en moviment i interacció almenys des de l'època de Boltzmann en el segle xix. Però molts encara s'imaginen a les molècules com els models estàtics d'un museu. Richard Feynman va dir en 1963 que "tot el que fan els éssers vius pot ser entès a través dels salts i contorsions dels àtoms." Una de les contribucions més importants de la dinàmica molecular és crear consciència que l'ADN i les proteïnes són "màquines" en moviment. S'utilitza per a explorar la relació entre estructura, moviment i funció. També se li ha cridat "estadística mecànica numèrica" o "la visió de Laplace de la mecànica newtoniana", en el sentit de predir el futur en animar les forces de la naturalesa. Resulta temptador pensar que la DM és com un microscopi virtual. No obstant això, les simulacions llargues estan mal condicionades, la qual cosa genera errors numèrics acumulatius. Això vol dir que hem d'abandonar la il·lusió que estem seguint el comportament real d'una molècula en el temps. De qualsevol forma, la dinàmica molecular ens permet explorar el seu comportament representatiu en l'espai fase. El resultat d'una simulació de dinàmica molecular són les posicions X i velocitats V de cada àtom de la molècula, per a cada instant en el temps. A això se l'anomena trajectòria. (ca)
- Moleküldynamik oder Molekulardynamik (MD) bezeichnet Computersimulationen in der molekularen Modellierung, bei denen Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen und deren sich daraus ergebende räumliche Bewegungen iterativ berechnet und dargestellt werden. Bei der Modellierung von komplexen Systemen mit einer Vielzahl an beteiligten Atomen werden hauptsächlich Kraftfelder oder semiempirische Methoden verwendet, da der Rechenaufwand zur Anwendung von quantenmechanischen Verfahren (Ab-initio-Methoden) hierbei zu groß wäre. Durch die Verwendung der Dichtefunktionaltheorie und der stetig steigende verfügbare Rechenleistung werden allerdings zunehmend Ab-initio Molekulardynamik Simulationen (Car-Parrinello-Methode) auch für mittelgroße Systeme möglich. Der Begriff Moleküldynamik wird manchmal auch als Synonym für die Diskrete-Elemente-Methode (DEM) gebraucht, weil die Methoden sehr ähnlich sind. Die Partikel in DEM müssen aber keine Moleküle sein. (de)
- La dinámica molecular (DM) es una técnica de simulación por computadora en la que se permite que átomos y moléculas interactúen por un período, permitiendo una visualización del movimiento de las partículas. Esta técnica se concibió dentro de la física teórica, y ahora se usa ampliamente en el campo de la biofísica y la ciencia de materiales. Su campo de aplicación va desde superficies catalíticas hasta sistemas biológicos como las proteínas. Si bien los experimentos de cristalografía de rayos X permiten tomar "fotografías estáticas" y la técnica de RMN ofrecen indicios del movimiento molecular, ningún experimento es capaz de acceder a todas las escalas de tiempo involucradas. Resulta tentador, aunque no es enteramente correcto, describir a la DM como un "microscopio virtual" con alta resolución espacial y temporal.[cita requerida] En general, los sistemas moleculares son complejos y consisten de un gran número de partículas, por lo cual sería imposible encontrar sus propiedades de forma analítica. Para evitar este problema, la DM utiliza métodos . La DM representa un punto intermedio entre los experimentos y la teoría y es entendida como un experimento en la computadora.[cita requerida] Se sabe que la materia está constituida de partículas en movimiento e interacción al menos desde la época de Ludwig Boltzmann, en el siglo XIX. Pero muchos aún se imaginan a las moléculas como los modelos estáticos de un museo. Richard Feynman dijo en 1963 que "todo lo que hacen los seres vivos puede ser entendido a través de los saltos y contorsiones de los átomos." Una de las contribuciones más importantes de la dinámica molecular es crear conciencia de que el ADN y las proteínas son máquinas en movimiento. Se utiliza para explorar la relación entre estructura, movimiento y función. La dinámica molecular es un campo multidisciplinario. Sus leyes y teorías provienen de las matemáticas, física y química. Emplea algoritmos de las ciencias de la computación y de la teoría de la información. Permite entender a los materiales y las moléculas no como entidades rígidas, sino como cuerpos animados. También se le ha llamado "estadística mecánica numérica" o "la visión de Laplace de la mecánica newtoniana", en el sentido de predice el futuro al animar las fuerzas de la naturaleza.[cita requerida] Para utilizar esta técnica de forma correcta, es importante entender las aproximaciones utilizadas y evitar caer en el error conceptual de que estamos simulando el comportamiento real y exacto de un sistema molecular. La integración de las ecuaciones de movimiento están mal condicionadas, lo cual genera errores numéricos acumulativos, que pueden ser minimizados seleccionando apropiadamente los algoritmos, pero no eliminados del todo. Por otro lado, las interacciones entre las partículas se modelan con un campo de fuerza aproximado, que puede o no ser adecuado dependiendo del problema que queremos resolver. De cualquier forma, la dinámica molecular nos permite explorar su comportamiento representativo en el espacio fásico.[cita requerida] En la DM, hay que balancear el costo computacional y la fiabilidad en los resultados. En la DM clásica, se utilizan las leyes de Newton, cuyo costo computacional es mucho menor que el de las de la mecánica cuántica. Es por ello que muchas propiedades que pueden resultar de interés, como la formación o ruptura de enlaces, no pueden estudiarse mediante este método, ya que no contempla estados excitados o reactividad.[cita requerida] Existen , denominados (Quantum Mechanics/Molecular Mechanics) en los que un centro reactivo es tratado de modo cuántico mientras que el ambiente que lo rodea se trata de modo clásico. El desafío en este tipo de métodos genera la definición precisa de la interacción entre los dos formas de describir el sistema.[cita requerida] El resultado de una simulación de dinámica molecular son las posiciones y velocidades de cada átomo de la molécula, para cada instante en el tiempo discretizado. A esto se le llama trayectoria.[cita requerida] (es)
- Molecular dynamics (MD) is a computer simulation method for analyzing the physical movements of atoms and molecules. The atoms and molecules are allowed to interact for a fixed period of time, giving a view of the dynamic "evolution" of the system. In the most common version, the trajectories of atoms and molecules are determined by numerically solving Newton's equations of motion for a system of interacting particles, where forces between the particles and their potential energies are often calculated using interatomic potentials or molecular mechanics force fields. The method is applied mostly in chemical physics, materials science, and biophysics. Because molecular systems typically consist of a vast number of particles, it is impossible to determine the properties of such complex systems analytically; MD simulation circumvents this problem by using numerical methods. However, long MD simulations are mathematically ill-conditioned, generating cumulative errors in numerical integration that can be minimized with proper selection of algorithms and parameters, but not eliminated entirely. For systems that obey the ergodic hypothesis, the evolution of one molecular dynamics simulation may be used to determine macroscopic thermodynamic properties of the system: the time averages of an ergodic system correspond to microcanonical ensemble averages. MD has also been termed "statistical mechanics by numbers" and "Laplace's vision of Newtonian mechanics" of predicting the future by animating nature's forces and allowing insight into molecular motion on an atomic scale. (en)
- La dynamique moléculaire est une technique de simulation numérique permettant de modéliser l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Elle est particulièrement utilisée en sciences des matériaux et pour l'étude des molécules organiques, des protéines, de la matière molle et des macromolécules. En pratique, la dynamique moléculaire consiste à simuler le mouvement d'un ensemble de quelques dizaines à quelques milliers de particules dans un certain environnement (température, pression, champ électromagnétique, conditions aux limites...) au cours du temps, dans le cadre de la mécanique newtonienne. Issue de la physique du solide et de la chimie quantique, la dynamique moléculaire trouve désormais de nombreuses applications : biologie, biochimie, chimie organique, physique des particules, physique de la matière condensée, sciences des matériaux, mécanique... Si la modélisation de cas simples peut être relativement aisée (cf exemple ci-contre), certains phénomènes peuvent être particulièrement complexes à modéliser : les réactions nucléaires (fission nucléaire ou fusion nucléaire), des troupes d'atomes contenant des isotopes, sur les zones d'interfaces et/ou de corrosion (potentiel redox différent), etc. (fr)
- 분자동역학(分子動力學, 영어: molecular dynamics)에서는 물리계의 원자들 사이의 퍼텐셜 혹은 힘이 주어졌을 때 이를 이용해서 뉴턴의 운동 방정식을 수치적으로 풀어냄으로써 원자들의 동역학을 계산한다. 수치적으로 운동방정식을 적분하기 때문에 시간은 불연속적인 것을 다룬다. 분자동역학은 몬테카를로 방법과는 달리 힘의 방향으로 원자를 움직여 주기 때문에 결정론적인 방법이다. 이 성립한다고 할 때 분자동력학 방법에서 계산한 물리량은 몬테카를로 방법에서 계산한 값과 같게 된다. (ko)
- Moleculaire dynamica (MD) is een techniek waarbij in een computersimulatie het gedrag van moleculen wordt beschreven. Bij moleculaire dynamica worden de fysieke bewegingen van atomen en moleculen in de tijd bestudeerd. Hiermee onderscheidt het zich van de gerelateerde moleculaire mechanica die enkel statische moleculen onderzoekt. De dynamica van atomen en moleculen kan worden bepaald door de bewegingswetten van Newton numeriek op te lossen voor een systeem van op elkaar inwerkende deeltjes. De krachten tussen de deeltjes en hun potentiële energieën worden vaak berekend met behulp van zogenaamde krachtvelden. Moleculaire dynamica wordt onder meer toegepast in de fysische chemie, materiaalkunde en biofysica. In moleculaire dynamica is het mogelijk om moleculen in elke aggregatietoestand te simuleren: een enkel geïsoleerd (gasvormig) molecuul is het eenvoudigst, maar ook vloeibare fasen (zoals oplossingen en vloeibaar kristallijne fasen) en vaste fasen (kristallen) kunnen worden gesimuleerd. (nl)
- Si identifica in generale con il termine dinamica molecolare quell'insieme di tecniche computazionali di simulazione che, mediante l'integrazione delle equazioni del moto, permette di studiare la dinamica di evoluzione di un sistema fisico e chimico a livello atomico e molecolare. Un esempio di una simulazione al computer. Le dimensioni sono: 1) Ångström (unità di lunghezza); 2) Femtosecondo (unità di misura del tempo). (it)
- 分子動力学法（ぶんしどうりきがくほう、英: molecular dynamics、MD法）は、原子ならびに分子の物理的な動きのコンピューターシミュレーション手法である。原子および分子はある時間の間相互作用することが許され、これによって原子の動的発展の光景が得られる。最も一般的なMD法では、原子および分子のトラクジェクトリは、相互作用する粒子の系についての古典力学におけるニュートンの運動方程式を数値的に解くことによって決定される。この系では粒子間の力およびポテンシャルエネルギーは原子間ポテンシャル（分子力学力場）によって定義される。MD法は元々は1950年代末に理論物理学分野で考え出されたが、今日では主に化学物理学、材料科学、生体分子のモデリングに適用されている。系の静的、動的安定構造や、動的過程（ダイナミクス）を解析する手法。 分子の系は莫大な数の粒子から構成されるため、このような複雑系の性質を解析的に探ることは不可能である。MDシミュレーションは数値的手法を用いることによってこの問題を回避する。しかしながら、長いMDシミュレーションは数学的に悪条件であり、数値積分において累積誤差を生成してしまう。これはアルゴリズムとパラメータの適切な選択によって最小化することができるが、完全に取り除くことはできない。 エルゴード仮説に従う系では、単一の分子動力学シミュレーションの展開は系の巨視的熱力学的性質を決定するために使うことができる。エルゴード系の時間平均はミクロカノニカルアンサンブル（小正準集団）平均に対応する。MDは自然の力をアニメーションすることによって未来を予測する、原子スケールの分子の運動についての理解を可能にする「数による統計力学」や「ニュートン力学のラプラス的視点」とも称されている。 MDシミュレーションでは等温、定圧、等温・定圧、定エネルギー、定積、定ケミカルポテンシャル、グランドカノニカルといった様々なアンサンブル（統計集団）の計算が可能である。また、結合長や位置の固定など様々な拘束条件を付加することもできる。計算対象は、バルク、表面、界面、クラスターなど多様な系を扱える。 MD法で扱える系の規模としては、最大で数億原子からなる系の計算例がある。通常の計算規模は数百から数万原子（分子、粒子）程度である。 通常、ポテンシャル関数は、原子-原子の二体ポテンシャルを組み合わせて表現し、これを計算中に変更しない。そのため化学反応のように、原子間結合の生成・開裂を表現するには、何らかの追加の工夫が必要となる。また、ポテンシャルは経験的・半経験的なパラメータから求められる。 こうしたポテンシャル面の精度の問題を回避するため、ポテンシャル面を電子状態の第一原理計算から求める手法もある。このような方法は、第一原理分子動力学法〔量子（ab initio）分子動力学法〕と呼ばれる。この方法では、ポテンシャル面がより正確なものになるが、扱える原子数は格段に減る（スーパーコンピュータを利用しても、最大で約千個程度）。 また第一原理分子動力学法の多くは、電子状態が常に基底状態であることを前提としているものが多く、電子励起状態や電子状態間の非断熱遷移を含む現象の記述は、こうした手法であってもなお困難である。 (ja)
- Метод молекулярной динамики (метод МД) — метод, в котором временная эволюция системы взаимодействующих атомов или частиц отслеживается интегрированием их уравнений движения (ru)
- Dynamika molekularna (MD) – numeryczne rozwiązywanie i komputerowa symulacja przestrzeni fazowej dla modelu układu molekuł. Elementarne poprzez całkowanie równań ruchu Newtona lub kompleksowo z uwzględnieniem licznych oddziaływań w celu uzyskania informacji o właściwościach zależnych od czasu. Oddziaływania między elementami układu są opisywane przez pewną funkcję oraz zespół parametrów dla tej funkcji. Dynamika molekularna znajduje zastosowanie między innymi w biochemii jako narzędzie do poznawania struktury i oddziaływań w białkach, kwasach nukleinowych i innych biomolekułach. Istnieje szereg pakietów oprogramowania do prowadzenia symulacji dynamiką molekularną, najpopularniejsze to , , CHARMM, , , oraz . (pl)
- . Molekyldynamik (MD) används för att estimera atomers rörelse, och är en mycket viktig simuleringsmetod inom materialvetenskap, kemi och biologi. Atomers och molekylers rörelser kan förutsägas genom att beräkna hur de växelverkar med varandra. I klassisk molekyldynamik antar man en given form på denna växelverkan, som typiskt beror på avståndet dem emellan (till exempel Lennard-Jones potential). Vid simuleringens start ges varje atom eller molekyl ett startläge (och en begynnelsehastighet). Då beräknas krafterna och genom Newtons andra lag accelerationerna. Till sist låter man ett litet tidssteg (typiskt 1 fs) gå, så att nya lägen och hastigheter fås. Därefter beräknas krafterna igen och processen upprepas så länge man önskar (typiskt mellan 1 ps och 1 ns). Principen påminner mycket om hur man bygger upp molekylmodeller av kulor som sammankopplas med spiralfjädrar, på samma sätt som man gör på kemilektionerna i grundskolan. Kraftfält Krafterna som påverkar molekylernas rörelser simuleras i kraftfältsalgoritmer, där man försöker efterlikna Van der Waals krafter, Born-Oppenheimer-approximationen och dipol-dipol-interaktioner. Främst används Lennard-Jonespotentialen för att approximera både Paulis exklusionsprincip och Van der Waals-interaktionerna. Buckinghampotentialen är en alternativ algoritm för Lennard-Jonespotentialen. För dipol-dipol-interaktioner och vätebindningar används olika typer coulombskrafter. Det finns algoritmer för att simulera brownsk rörelse. Kraftfälten beräknar därefter den potentiella energin i hela molekylen och tar hänsyn till bindningars olika vridningsmoment. Problem med MD MD används främst för att hitta lägsta termodynamiska energinivån i system och för att kontrollera hur stabila molekylära system är. Problemet är oftast att MD ibland kan fastna i termodynamiska fällor. Fällorna kan antingen bero på att det krävs lång simuleringstid av brownsk rörelse för att molekylen ska börja röra sig i rätt riktning eller att molekylen har låst sig i ett felaktigt läge. Oftast kan man lösa dessa problem genom att höja temperaturen i systemet, vilket tillåter molekylerna att röra sig mera och därefter kyla ned systemet, en procedur som kallas för "simulated anealing". MD-system kan inte simulera kemiska reaktioner, de simulerar bara atomers rörelser gentemot varandra. Det existerar reaktiva kraftfält som kan simulera kemiska reaktioner, till exempel ReaxFF . I sammanhang där man behöver simulera kemiska reaktioner brukar man också använda sig av kvantmekaniska simuleringar (QM), där man estimerar elektroners rörelser. I större system kan man ibland använda sig av en blandning mellan kvantmekanik och molekylärdynamik, QM/MM. Ab initio molekyldynamik QM/MM. Ab initio betyder "från första princip" vilket innebär att man utgår ifrån den för kvantmekaniken grundläggande Schrödingerekvationen och endast använder sig av fysikaliska konstanter för att beräkna kraftfältet. Detta i kontrast med MD där kraftfälten parametriseras med hjälp av empirisk data eller ab initio-beräkningar. Ab initio-beräkningar ger en mer korrekt simulering av systemet då elektronerna behandlas separat och baserat på kvantmekanikens lagar. Man kan då förutsäga fler egenskaper hos systemet, till exempel elektrondensiteten. För sitt arbete att möjliggöra denna typ av beräkningar tilldelades John Pople och Walter Kohn Nobelpriset 1998. Datakraftsbehov För MD klarar man oftast att simulera mindre system med vanliga moderna laptops, på en rimlig tid. Men om man ska simulera större system kan behovet av datorkraft öka snabbt, och man kan behöva tillgång till ett serverkluster och använda parallellprogrammering för att utföra simuleringarna. Ab initio-MD kräver betydligt mer datorkraft än MD. (sv)
- Dinâmica molecular (DM) é um método de simulação computacional que estuda o movimento físico dos átomos e moléculas das quais se conhecem o potencial de interação entre estas partículas e as equações que regem o seu movimento. Este método considera as partículas como sendo corpos macroscópicos que são afetados por forças como a da gravidade (ver Problema dos N-Corpos). Nestas simulações é permitido aos átomos e moléculas interagir por um período fixo de tempo, permitindo observar a evolução dinâmica do sistema. Nas versões mais comuns as trajetórias são determinadas pela resolução numérica das equações de movimento de Newton, enquanto que as forças entre as partículas e as suas energias potenciais são calculadas utilizando potenciais interatômicos ou campos de força criados através de métodos de mecânica molecular. O método foi originalmente desenvolvido na área da física teórica no final da década de 1950 mas atualmente é aplicada sobretudo a áreas como a química-física, ciência dos materiais e à modelação de biomoléculas. Como os sistemas moleculares tipicamente consistem num vasto número de partículas, é impossível determinar analiticamente as propriedades de sistemas complexos. As simulações de DM contornam este problema pelo recurso a métodos numéricos. No entanto, simulações longas de DM tornam-se mal-acondicionadas, gerando erro cumulativo de integração numérica que podem ser minimizados pela escolha de parâmetros e algoritmos apropriados, mas estes erros não podem ser completamente eliminados. Para sistemas que obedecem à hipótese da ergodicidade, a evolução de uma única simulação de dinâmica molecular pode ser utilizada para determinar propriedades termodinâmicas macroscópicas do sistema: os intervalos de tempo médio correspondem às médias do conjunto microcanônico. A DM também é apelidada de "mecânica estatística numérica" e "Visão de Laplace da mecânica Newtoniana" para a previsão do futuro por animação das forças da natureza. permitindo a visualização do movimento molecular à escala atômica. É tentador, embora não inteiramente preciso, descrever a técnica como um "microscópio virtual" com alta resolução temporal e espacial, mas com vantagem de ver fenômenos físicos em escalas muito mais rápidas do que o olho humano pode perceber, como femtossegundos, ou mesmo muito menor do que microscópios podem ver, na escala de angstrom; formação de "pescoço" em nanofios, ou mesmo movimento de receptores em células dos seres vivos ocorrem em femtosegundos. Para compreender os fenômenos físicos da DM é possível utilizar as ferramentas de realidade virtual (RV) e sonificação, as quais oferecem a possibilidade de vivenciar a escala nano, e criar uma intuição sobre os processos dinâmicos nessa escala, usualmente bastante distinta da que vivemos cotidianamente. (pt)
- Молекуля́рна дина́міка — комп'ютерне моделювання руху атомів і молекул у газах, рідинах та твердих тілах. Молекулярна динаміка поділяється на класичну й квантову. В класичній молекулярній динаміці взаємодія між атомами задається модельними потенціалами. В рамках квантової молекулярної динаміки для знаходження сил взаємодії атомів і молекул розв'язується рівняння Шредінгера для електронів. Можливості молекулярної динаміки обмежені рівнем обчислювальної техніки. В класичній молекулярній динаміці можна розглянути еволюцію систем сотень тисяч частинок до часів порядку кількох наносекунд. Такий проміжок часу дозволяє прослідкувати за встановленням у системі термодинамічної рівноваги, але недостатній, наприклад, для розгляду процесів дифузії в твердому тілі. Молекулярна динаміка передбачає кількісне вивчення руху молекулярних систем по поверхняхпотенціальної енергії, де на відміну від кінематики, яка вивчаєтільки властивості руху, враховується природа діючих сил. Чисельний розрахунок руху атомів у молекулі, або індивідуальних атомів чи молекул у твердому тілі, рідині чи газіздійснюється згідно з законами руху Ньютона. Сили, що діютьна атоми, розраховуються з використанням силових полівмолекулярної механіки. Результатом розрахунку за методоммолекулярної динаміки є траєкторія. Синонім — динаміка реакцій. У жовтні 2017 з'явився фреймворк , перша платформа з відкритим кодом для перекладу проблем хімії та матеріалознавства в квантові схеми. OpenFermion - це бібліотека для моделювання систем взаємодіючих електронів (ферміонів), що породжують властивості речовини. До OpenFermion розробникам квантових алгоритмів потрібно було вивчити значну кількість хімії та написати велику кількість коду, щоб зламати інші коди, щоб скласти навіть найосновніші квантові симуляції. (uk)
- 分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠计算机来模拟分子、原子体系的运动，是一种多体模拟方法。通过对分子、原子在一定时间内运动状态的模拟，从而以动态观点考察系统随时间演化的行为。通常，分子、原子的轨迹是通过数值求解得到，势能（或其对笛卡尔坐标的一阶偏导数，即力）通常可以由分子间相互作用势能函数、分子力学力场、给出。对于考虑分子本身的量子效应的体系，往往采用波包近似处理或采用量子力学的费恩曼路径积分表述方式处理。分子动力学也常常被采用作为研究复杂体系热力学性质的采样方法。在分子体系的不同状态构成的系综中抽取样本，从而计算体系的，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。分子动力学最早在20世纪50年代由物理学家提出，如今广泛应用於物理、化学、生物体系的理论研究中。 (zh)
|
| rdfs:comment
|
- 분자동역학(分子動力學, 영어: molecular dynamics)에서는 물리계의 원자들 사이의 퍼텐셜 혹은 힘이 주어졌을 때 이를 이용해서 뉴턴의 운동 방정식을 수치적으로 풀어냄으로써 원자들의 동역학을 계산한다. 수치적으로 운동방정식을 적분하기 때문에 시간은 불연속적인 것을 다룬다. 분자동역학은 몬테카를로 방법과는 달리 힘의 방향으로 원자를 움직여 주기 때문에 결정론적인 방법이다. 이 성립한다고 할 때 분자동력학 방법에서 계산한 물리량은 몬테카를로 방법에서 계산한 값과 같게 된다. (ko)
- Si identifica in generale con il termine dinamica molecolare quell'insieme di tecniche computazionali di simulazione che, mediante l'integrazione delle equazioni del moto, permette di studiare la dinamica di evoluzione di un sistema fisico e chimico a livello atomico e molecolare. Un esempio di una simulazione al computer. Le dimensioni sono: 1) Ångström (unità di lunghezza); 2) Femtosecondo (unità di misura del tempo). (it)
- Метод молекулярной динамики (метод МД) — метод, в котором временная эволюция системы взаимодействующих атомов или частиц отслеживается интегрированием их уравнений движения (ru)
- 分子动力学是一套分子模拟方法，该方法主要是依靠计算机来模拟分子、原子体系的运动，是一种多体模拟方法。通过对分子、原子在一定时间内运动状态的模拟，从而以动态观点考察系统随时间演化的行为。通常，分子、原子的轨迹是通过数值求解得到，势能（或其对笛卡尔坐标的一阶偏导数，即力）通常可以由分子间相互作用势能函数、分子力学力场、给出。对于考虑分子本身的量子效应的体系，往往采用波包近似处理或采用量子力学的费恩曼路径积分表述方式处理。分子动力学也常常被采用作为研究复杂体系热力学性质的采样方法。在分子体系的不同状态构成的系综中抽取样本，从而计算体系的，并以构型积分的结果为基础进一步计算体系的热力学量和其他宏观性质。分子动力学最早在20世纪50年代由物理学家提出，如今广泛应用於物理、化学、生物体系的理论研究中。 (zh)
- الديناميكا الجزيئية (بالإنجليزية: Molecular dynamics (MD))، هي علم قائم على محاكاة حاسوبية للجزيئات والمركبات معتمدة على قوانين نيوتن للحركة في توقع حركة الجزيئات وسرعة تحركها واماكن وجودها بعد فترات زمنية قصيره جدا وهو عمل يتطلب حلول لمعادلات نيوتن لاعداد هائلة من الجزيئات ولفترات زمنية قصيره جدا ولضمان حساب هذه التوقعات بشكل صحيح أو اقرب للصحة يجب أخذ عدة امور عند حساب قوانين نيوتن مثل قوى التجاذب بين الجزيئات واهتزاز روابط الجزي وانثناء الرووابط حول محورها وتذبذب الزاوية بين ذرات الجزي وايضا تذبذب الزوايا بين مستويات الجزئ أو ما يعرف بالزاوية الزوجية وامور أخرى كثيرة (ar)
- En la química, la dinàmica molecular (DM) és una tècnica de simulació en la qual es permet que àtoms i molècules interaccionin per un període. En general, els sistemes moleculars són complexos i consisteixen d'un gran nombre de partícules, per la qual cosa seria impossible trobar les seves propietats de forma analítica. Per a evitar aquest problema, la DM utilitza mètodes numèrics. Representa un punt intermedi entre els experiments i la teoria. Pot ser entesa com un experiment en la computadora. Però molts encara s'imaginen a les molècules com els models estàtics d'un museu. (ca)
- Moleküldynamik oder Molekulardynamik (MD) bezeichnet Computersimulationen in der molekularen Modellierung, bei denen Wechselwirkungen zwischen Atomen und Molekülen und deren sich daraus ergebende räumliche Bewegungen iterativ berechnet und dargestellt werden. Bei der Modellierung von komplexen Systemen mit einer Vielzahl an beteiligten Atomen werden hauptsächlich Kraftfelder oder semiempirische Methoden verwendet, da der Rechenaufwand zur Anwendung von quantenmechanischen Verfahren (Ab-initio-Methoden) hierbei zu groß wäre. Durch die Verwendung der Dichtefunktionaltheorie und der stetig steigende verfügbare Rechenleistung werden allerdings zunehmend Ab-initio Molekulardynamik Simulationen (Car-Parrinello-Methode) auch für mittelgroße Systeme möglich. (de)
- La dinámica molecular (DM) es una técnica de simulación por computadora en la que se permite que átomos y moléculas interactúen por un período, permitiendo una visualización del movimiento de las partículas. Esta técnica se concibió dentro de la física teórica, y ahora se usa ampliamente en el campo de la biofísica y la ciencia de materiales. Su campo de aplicación va desde superficies catalíticas hasta sistemas biológicos como las proteínas. Si bien los experimentos de cristalografía de rayos X permiten tomar "fotografías estáticas" y la técnica de RMN ofrecen indicios del movimiento molecular, ningún experimento es capaz de acceder a todas las escalas de tiempo involucradas. Resulta tentador, aunque no es enteramente correcto, describir a la DM como un "microscopio virtual" con alta reso (es)
- Molecular dynamics (MD) is a computer simulation method for analyzing the physical movements of atoms and molecules. The atoms and molecules are allowed to interact for a fixed period of time, giving a view of the dynamic "evolution" of the system. In the most common version, the trajectories of atoms and molecules are determined by numerically solving Newton's equations of motion for a system of interacting particles, where forces between the particles and their potential energies are often calculated using interatomic potentials or molecular mechanics force fields. The method is applied mostly in chemical physics, materials science, and biophysics. (en)
- La dynamique moléculaire est une technique de simulation numérique permettant de modéliser l'évolution d'un système de particules au cours du temps. Elle est particulièrement utilisée en sciences des matériaux et pour l'étude des molécules organiques, des protéines, de la matière molle et des macromolécules. (fr)
- 分子動力学法（ぶんしどうりきがくほう、英: molecular dynamics、MD法）は、原子ならびに分子の物理的な動きのコンピューターシミュレーション手法である。原子および分子はある時間の間相互作用することが許され、これによって原子の動的発展の光景が得られる。最も一般的なMD法では、原子および分子のトラクジェクトリは、相互作用する粒子の系についての古典力学におけるニュートンの運動方程式を数値的に解くことによって決定される。この系では粒子間の力およびポテンシャルエネルギーは原子間ポテンシャル（分子力学力場）によって定義される。MD法は元々は1950年代末に理論物理学分野で考え出されたが、今日では主に化学物理学、材料科学、生体分子のモデリングに適用されている。系の静的、動的安定構造や、動的過程（ダイナミクス）を解析する手法。 分子の系は莫大な数の粒子から構成されるため、このような複雑系の性質を解析的に探ることは不可能である。MDシミュレーションは数値的手法を用いることによってこの問題を回避する。しかしながら、長いMDシミュレーションは数学的に悪条件であり、数値積分において累積誤差を生成してしまう。これはアルゴリズムとパラメータの適切な選択によって最小化することができるが、完全に取り除くことはできない。 (ja)
- Moleculaire dynamica (MD) is een techniek waarbij in een computersimulatie het gedrag van moleculen wordt beschreven. Bij moleculaire dynamica worden de fysieke bewegingen van atomen en moleculen in de tijd bestudeerd. Hiermee onderscheidt het zich van de gerelateerde moleculaire mechanica die enkel statische moleculen onderzoekt. (nl)
- Dynamika molekularna (MD) – numeryczne rozwiązywanie i komputerowa symulacja przestrzeni fazowej dla modelu układu molekuł. Elementarne poprzez całkowanie równań ruchu Newtona lub kompleksowo z uwzględnieniem licznych oddziaływań w celu uzyskania informacji o właściwościach zależnych od czasu. Oddziaływania między elementami układu są opisywane przez pewną funkcję oraz zespół parametrów dla tej funkcji. Dynamika molekularna znajduje zastosowanie między innymi w biochemii jako narzędzie do poznawania struktury i oddziaływań w białkach, kwasach nukleinowych i innych biomolekułach. (pl)
- Dinâmica molecular (DM) é um método de simulação computacional que estuda o movimento físico dos átomos e moléculas das quais se conhecem o potencial de interação entre estas partículas e as equações que regem o seu movimento. Este método considera as partículas como sendo corpos macroscópicos que são afetados por forças como a da gravidade (ver Problema dos N-Corpos). Nestas simulações é permitido aos átomos e moléculas interagir por um período fixo de tempo, permitindo observar a evolução dinâmica do sistema. Nas versões mais comuns as trajetórias são determinadas pela resolução numérica das equações de movimento de Newton, enquanto que as forças entre as partículas e as suas energias potenciais são calculadas utilizando potenciais interatômicos ou campos de força criados através de méto (pt)
- . Molekyldynamik (MD) används för att estimera atomers rörelse, och är en mycket viktig simuleringsmetod inom materialvetenskap, kemi och biologi. Atomers och molekylers rörelser kan förutsägas genom att beräkna hur de växelverkar med varandra. I klassisk molekyldynamik antar man en given form på denna växelverkan, som typiskt beror på avståndet dem emellan (till exempel Lennard-Jones potential). Vid simuleringens start ges varje atom eller molekyl ett startläge (och en begynnelsehastighet). Då beräknas krafterna och genom Newtons andra lag accelerationerna. Till sist låter man ett litet tidssteg (typiskt 1 fs) gå, så att nya lägen och hastigheter fås. Därefter beräknas krafterna igen och processen upprepas så länge man önskar (typiskt mellan 1 ps och 1 ns). Principen påminner mycket om hu (sv)
- Молекуля́рна дина́міка — комп'ютерне моделювання руху атомів і молекул у газах, рідинах та твердих тілах. Молекулярна динаміка поділяється на класичну й квантову. В класичній молекулярній динаміці взаємодія між атомами задається модельними потенціалами. В рамках квантової молекулярної динаміки для знаходження сил взаємодії атомів і молекул розв'язується рівняння Шредінгера для електронів. (uk)
|
