Hva er beregningsfysikk?

Beregningsfysikk er et felt som bruker både eksisterende fysikkformler og numeriske algoritmer for å lage store beregninger med datamaskiner som ville være ekstremt tidkrevende og kjedelig å utføre for hånd. I hovedsak er det en gren av fysikk som er opptatt av å lage matematiske modeller og løsninger ved å bruke datamaskiner og programmering. De matematiske modellene som fysikere tar sikte på å skape ofte innebærer enorme mengder informasjon som krever veldig kraftige datamaskiner å behandle.

Den eksakte klassifiseringen av beregningsfysikk i det generelle fysikkfeltet diskuteres ofte. Noen anser det for å være en gren av teoretisk fysikk, da det har en tendens til å være involvert i fysikkområder som fremdeles er dypt teoretisk med lite solid eksperimentell støtte. Andre mener at det bør betraktes som en gren av eksperimentell fysikk, ettersom dataene som brukes typisk kommer fra eksperimenter. For det meste er forskere imidlertid enige om at det faller et sted i Bmellom de to fagområdene, og har både teoretiske og eksperimentelle komponenter.

Moderne fysikk er veldig avhengig av datamaskiner for å utarbeide mye av de komplekse matematiske aspektene ved eksperimenter og teorier. Fysikkfelt som astrofysikk, fluidmekanikk og akseleratorfysikk er begge avhengige av programmering og beregning. I akseleratorfysikk må for eksempel datamaskiner overvåke, registrere og analysere enorme mengder informasjon hver gang partikler kollides i en partikkelakselerator. Beregningsmessig faststofffysikk prøver å oppdage koblingen mellom atomegenskapene til faste stoffer og deres store egenskaper ved å analysere store mengder informasjon om faste stoffer på molekylært nivå.

Det er mange andre oppgaver som er løst gjennom beregning som løst kan grupperes under beregningsfysikk. Ofte, slike oppgaver som å løse differensial og iTegral ligninger eller evaluering av veldig store matriser brukes til å foreta beregninger om fysiske systemer. Disse oppgavene kan lett klassifiseres enten som ren matematikk, som er matematikk utført rent for matematikkens skyld. Når de utføres for å skille informasjon relatert til fysikk, kan de imidlertid like gjerne falle i kategorien beregningsfysikk.

Mange høyskoler tilbyr kurs i beregningsfysikk, selv om enhver pre-collegiate instruksjon i feltet er sjelden. Innledende college -kurs har en tendens til å undervise i grunnleggende programmeringsprinsipper og hvordan de kan bruke dem på problemer knyttet til fysikk. Senere kurs, ofte undervist på høyere nivå, lærer hvordan man manipulerer og løser store problemer som består av store datamengder gjennom bruk av algoritmer og avansert programmeringspraksis.