Hvad er beregningsfysik?

Computational Physics er et felt, der bruger både eksisterende fysikformler og numeriske algoritmer til at foretage store beregninger med computere, der ville være ekstremt tidskrævende og kedelige at udføre med hånden.I det væsentlige er det en gren af fysik, der beskæftiger sig med at fremstille matematiske modeller og løsninger ved hjælp af computere og programmering.De matematiske modeller, som fysikere har til formål at skabe, involverer ofte store mængder information, der kræver meget kraftfulde computere for at behandle.

Den nøjagtige klassificering af beregningsfysik i det samlede fysikfelt diskuteres ofte.Nogle betragter det som en gren af teoretisk fysik, da det har en tendens til at være involveret i fysikområder, der stadig er dybt teoretiske med lidt solid eksperimentel støtte.Andre mener, at det bør betragtes som en gren af eksperimentel fysik, da de anvendte data typisk kommer fra eksperimenter.For det meste er forskere dog enige om, at det falder et sted mellem de to discipliner og har både teoretiske og eksperimentelle komponenter.

Moderne fysik er meget afhængig af computere at finde ud af meget af de komplekse matematiske aspekter af eksperimenter og teorier.Fysikfelter som astrofysik, væskemekanik og acceleratorfysik er begge afhængige af programmering og beregning.I acceleratorfysik skal for eksempel computere overvåge, registrere og analysere store mængder information, hver gang partikler kollideres i en partikelaccelerator.Beregningsmæssig faststoffysik forsøger at opdage forbindelsen mellem atomegenskaber ved faste stoffer og deres store egenskaber ved at analysere store mængder information om faste stoffer på molekylært niveau.

Der er mange andre opgaver,under området beregningsfysik.Ofte bruges sådanne opgaver som løsning af forskellige og integrerede ligninger eller evaluering af meget store matrixer til at foretage beregninger om fysiske systemer.Disse opgaver kunne let klassificeres enten som ren matematik, som er matematik udført udelukkende af hensyn til matematik.Når de udføres for at skelne information relateret til fysik, kan de imidlertid lige så let falde ind i kategorien af beregningsfysik.

Mange colleges tilbyder kurser i beregningsfysik, skønt enhver før-collegiatinstruktion på området er sjælden.Indledende college -kurser har en tendens til at undervise i grundlæggende programmeringsprincipper, og hvordan man anvender dem på problemer, der vedrører fysik.Senere kurser, der ofte undervises på kandidatniveau, lærer, hvordan man manipulerer og løser store problemer, der består af store mængder data gennem brugen af algoritmer og avanceret programmeringspraksis.