Hva er beregningsfysikk?

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

Den eksakte klassifiseringen av beregningsfysikk i det samlede fysikkfeltet diskuteres ofte. Noen anser det for å være en gren av teoretisk fysikk, da det har en tendens til å være involvert i områder av fysikk som fremdeles er dypt teoretisk med liten 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 forskerne enige om at det faller et sted mellom 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 avhengig av programmering og beregning. I akseleratorfysikk, for eksempel, må datamaskiner overvåke, registrere og analysere store mengder informasjon hver gang partikler kollideres i en partikkelakselerator. Beregningsfysikk i fast tilstand forsøker å oppdage forbindelsen 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 løst gjennom beregning som kan løst grupperes under feltet beregningsfysikk. Ofte brukes slike oppgaver som å løse differensielle og integrerte ligninger eller evaluere veldig store matriser for å gjøre beregninger om fysiske systemer. Disse oppgavene kan lett klassifiseres enten som ren matematikk, som er matematikk som utføres rent av hensyn til matematikk. Når de utføres for å skille informasjon relatert til fysikk, kan de imidlertid like gjerne falle inn i kategorien beregningsfysikk.

Mange høyskoler tilbyr kurs i databehandlingsfysikk, selv om enhver undervisning på forhånd er høy. Innledende college-kurs har en tendens til å undervise i grunnleggende programmeringsprinsipper og hvordan de kan brukes på fysiske problemer. Senere kurs, ofte undervist på høyere nivå, lærer hvordan man kan manipulere og løse store problemer som består av store datamengder ved bruk av algoritmer og avansert programmeringspraksis.