دینامیک ملکولی

دینامیک ملکولی یکی از شاخه‌های فیزیک محاسباتی است.در این روش برهمکنش میان اتم‌ها و ملکول‌ها در بازه‌هایی از زمان بر اساس قوانین فیزیک، به‌وسیله کامپیوتر شبیه‌سازی می‌شود.این روش برای اولین بار در سال ۱۹۵۷ توسط آلدر(Alder) و واینرایت(Wainwright) برمبنای مدل کره سخت به کار گرفته شد. درسال ۱۹۶۴ رحمان (Anees Rahman) مدل کره نرم را در شبیه‌سازی خود به کار برد. از وی به عنوان پدر دینامیک ملکولی یاد می‌شود.

دینامیک مولکولی شکلی از شبیه سازی کامپیوتری است که در ان اتمها و مولکولها اجازه دارند برای یک دوره از زمان تحت قوانین شناخته شده فیزیک باهم برهم کنش کنند و چشم اندازی از حرکت اتمها بدهند. از آنجائیکه سیستمهای مولکولی عموما شامل تعداد زیادی از ذرات هستند امکان پذیر نیست که ویژگیهای سیستمهای پیچیده را بطور تحلیلی بدست آوریم. شبیه سازی دینامیک مولکولی این مساله را با بکار بردن روش محاسباتی حل می‌کند. این روش یک واسطه بین تجربیات آزمایشگاهی و نظریه ایجاد می‌کند و به عنوان یک آزمایش مجازی در نظر گرفته می‌شود. دینامیک مولکولی روابط بین ساختار مولکولها، حرکت مولکولهاو توابع مولکولی را بررسی می‌کند. دینامیک مولکولی یک روش منظم چندگانه‌است. قوانین و نظریه‌های آن از ریاضیات، فیزیک و شیمی بدست می‌آید و الگوریتم‌هایی را از علم رایانه و نظریه اطلاعات بکار می‌برد.دینامیک مولکولی ابتدا در فیزیک نظری در دهه ۱۹۵۰ استفاده شد. اما امروزه بیشتر در علم مواد و زیست مولکول بکار می‌رود. قبل از اینکه امکان شبیه سازی دینامیک مولکولی با رایانه‌ها بوجود بیاید عده‌ای کار سخت آزمایش کردن آن بوسیله مدلهای فیزیکی مانند کره‌های ماکروسکوپیک را متعهد شدند. ایده این بود که انها را مرتب کنند تا ویژگیهای مایع را تکرار کند. آقای برنال در سال ۱۹۶۲ گفت من تعدادی از توپهای پلاستیکی در نظر می‌گیرم و آنها را با میله‌هایی در مخدوده طول ۲٫۷۵ تا ۴ اینچ بهم می‌چسبانم و سعی می‌کنم در اولین محلی که امکانش هست در محل کارم انجام دهم و حدود هر ۵ دقیقه مختل کنم و ان کاری را که قبلا انجام داده‌ام به یاد نیاورم. اما خوشبختانه امروز رایانه‌ها مسیر قیدها را حفظ می‌کنند.

منابع

• Computational Molecular Dynamics:Chalenges,Methods,Ideas(Proc.Berlin 1997,Springer,1999) ISBN 3-540-63242-5