Qu'est-ce que la dynamique moléculaire?
La dynamique moléculaire est l'étude de la façon dont les atomes et les molécules se déplacent. L'observation directe de ces particules n'étant pas toujours possible, les scientifiques étudient la dynamique moléculaire à l'aide de formules mathématiques. Ces formules sont programmées dans des ordinateurs qui permettent aux scientifiques de simuler le mouvement de divers atomes et molécules. Bien que les vraies particules ne soient pas utilisées dans l'étude de la dynamique moléculaire. Les résultats des simulations sont considérés comme raisonnablement précis.
L'étude de la dynamique moléculaire est un type d'expérience virtuelle. En étudiant le comportement des molécules virtuelles, les scientifiques peuvent prédire le comportement de molécules réelles. Bien qu'aucune molécule réelle ne soit utilisée, les résultats de ces expériences simulées sont considérés comme précis. Le réglage de certains paramètres dans les équations rend les expériences plus précises.
Des simulations de la dynamique moléculaire sont utilisées pour effectuer des observations virtuelles du mouvement des particules. Dans un laboratoire, il n’est pas toujours possible ni pratique de faire des observations réelles du mouvement moléculaire, aussi la simulation mathématique et la modélisation informatique sont-elles utilisées. Les avantages de ce type d’expérience sont qu’il est possible d’observer le mouvement pendant une période prolongée, de le rapprocher de plus près, et que des conditions telles que les extrêmes de pression ou de température qui ne sont pas pratiques en laboratoire peuvent être gênantes. simulé.
Les ordinateurs peuvent afficher une représentation visuelle du mouvement des atomes et des molécules en résolvant des équations mathématiques. Les équations sont basées sur les lois de Newton et peuvent prédire avec précision le mouvement de la plupart des atomes et des molécules. Les programmes de simulation utilisent les équations pour représenter les forces qui agissent sur les particules et le mouvement des atomes dans un espace tridimensionnel. Il est également possible de suivre le mouvement d'un atome ou d'une molécule au fil du temps en utilisant ces formules.
La dynamique moléculaire peut également être utilisée pour observer les relations entre les atomes et les molécules. Les programmes de simulation suivent les liaisons moléculaires formées et brisées et ajustent les équations en conséquence. Bien que les équations utilisées soient basées sur les lois du mouvement de Newton, elles peuvent dans la plupart des cas être appliquées au mouvement de très petites particules. Parfois, les lois qui régissent le mouvement des particules quantiques doivent être utilisées dans les équations de dynamique moléculaire pour décrire correctement le mouvement des particules.