Hva er molekylær dynamikk?

Molekylær dynamikk er studien av måten atomer og molekyler beveger seg på. Den direkte observasjonen av disse partiklene er ikke alltid mulig, så forskere studerer molekylær dynamikk ved å bruke matematiske formler. Disse formlene er programmert til datamaskiner som lar forskere simulere bevegelsen til forskjellige atomer og molekyler. Selv om ekte partikler ikke brukes i studien av molekylær dynamikk. Resultatene fra simuleringene anses å være rimelig nøyaktige.

Studien av molekylær dynamikk er en type virtuelt eksperiment. Ved å studere atferden til virtuelle molekyler, kan forskere komme med spådommer om hvordan virkelige molekyler kan oppføre seg. Selv om ingen reelle molekyler brukes, anses resultatene av disse simulerte eksperimentene som nøyaktige. Å justere visse parametere i ligningene gjør eksperimentene mer presise.

Simuleringer av molekylær dynamikk brukes til å gjøre virtuelle observasjoner av bevegelse av partikler. I et laboratorium er det ikke alltid POSSible eller praktisk for å gjøre faktiske observasjoner av molekylær bevegelse, så matematisk simulering og datamodellering brukes i stedet. Fordelene med denne typen eksperimenter er at bevegelse kan observeres i en lengre periode, at den kan observeres fra nærmere opp, og at forhold, som ekstreme i trykk eller temperatur som ikke er praktiske i laboratoriet, kan simuleres.

Datamaskiner er i stand til å vise en visuell representasjon av bevegelse av atomer og molekyler ved å løse matematiske ligninger. Ligningene er basert på Newtons lover og kan nøyaktig forutsi bevegelsen til de fleste atomer og molekyler. Simuleringsprogrammer bruker ligningene for å representere kreftene som virker på partiklene og atomens bevegelse i tredimensjonale rom. Det er også mulig å spore bevegelsen av et atom eller molekyl over tid ved å bruke disse formlene.

Molekylær dynamIC -er kan også brukes til å observere sammenhengene mellom atomer og molekyler. Simuleringsprogrammene sporer de molekylære bindingene som er dannet og ødelagt og justerer ligningene deretter. Selv om ligningene som brukes er basert på Newtons bevegelseslover, kan de i de fleste tilfeller brukes på bevegelse av veldig små partikler. Noen ganger må lovene som styrer bevegelsen av kvantepartikler brukes i molekylære dynamikkligninger for å riktig beskrive partikkelbevegelse.