分子動力学とは何ですか？

分子動力学とは、原子と分子が動く方法の研究です。これらの粒子の直接的な観察は常に可能であるとは限らないため、科学者は数式を使用して分子動力学を研究します。これらの式は、科学者がさまざまな原子と分子の動きをシミュレートできるようにするコンピューターにプログラムされています。ただし、実際の粒子は分子動力学の研究では使用されていません。シミュレーションの結果は合理的に正確であると考えられています。仮想分子の挙動を研究することにより、科学者は実際の分子がどのように振る舞うかについて予測することができます。実際の分子は使用されていませんが、これらのシミュレートされた実験の結果は正確であると考えられています。方程式の特定のパラメーターを調整すると、実験がより正確になります。研究室では、分子運動の実際の観察を行うことが常に可能であるか実用的ではないため、代わりに数学的なシミュレーションとコンピューターモデリングが使用されます。これらのタイプの実験の利点は、動きが長期間にわたって観察されること、より近い範囲から観察できること、およびラボでは実用的ではない圧力や温度の極端な条件などが観察できるということです。シミュレートされています。

コンピューターは、数学的方程式を解くことにより、原子と分子の動きの視覚的表現を表示できます。方程式はニュートンの法則に基づいており、ほとんどの原子と分子の動きを正確に予測できます。シミュレーションプログラムは、方程式を使用して、粒子に作用する力と3次元空間での原子の動きを表します。また、これらの式を使用して、時間の経過とともに原子または分子の動きを追跡することも可能です。シミュレーションプログラムは、形成されて壊れている分子結合を追跡し、それに応じて方程式を調整します。使用される方程式は運動のニュートンの法則に基づいていますが、ほとんどの場合、非常に小さな粒子の動きに適用できます。時折、量子粒子の動きを支配する法則を分子動力学方程式で使用して、粒子の動きを正しく説明する必要があります。