Wat is computationele fysica?

Computational Physics is een veld dat zowel bestaande fysica-formules als numerieke algoritmen gebruikt om grootschalige berekeningen te maken met computers die extreem tijdrovend en vervelend zouden zijn om met de hand te presteren.In wezen is het een tak van natuurkunde die zich bezighoudt met het maken van wiskundige modellen en oplossingen door het gebruik van computers en programmeren.De wiskundige modellen die natuurkundigen willen maken, omvatten vaak enorme hoeveelheden informatie die zeer krachtige computers vereisen om te verwerken.

De exacte classificatie van computationele fysica in het algemene veld van fysica wordt vaak besproken.Sommigen beschouwen het als een tak van theoretische fysica, omdat het vaak betrokken is bij de natuurkundegebieden die nog steeds diep theoretisch zijn met weinig solide experimentele ondersteuning.Anderen zijn van mening dat het als een tak van experimentele fysica moet worden beschouwd, omdat de gebruikte gegevens meestal afkomstig zijn van experimenten.Fysica -velden zoals astrofysica, vloeistofmechanica en versnellerfysica zijn beide afhankelijk van programmering en berekening.In de fysica van de versnelling moeten computers bijvoorbeeld grote hoeveelheden informatie bewaken, registreren en analyseren telkens wanneer deeltjes in een deeltjesversneller worden botst.Computational Solid-State Physics probeert het verband te ontdekken tussen de atomaire eigenschappen van vaste stoffen en hun grootschalige eigenschappen door grote hoeveelheden informatie over vaste stoffen op moleculair niveau te analyseren.

Er zijn veel andere taken opgelost door berekening die losjes kunnen worden gegroepeerdop het gebied van computationele fysica.Vaak worden taken als het oplossen van differentiële en integrale vergelijkingen of het evalueren van zeer grote matrices gebruikt om berekeningen over fysieke systemen te maken.Deze taken kunnen gemakkelijk worden geclassificeerd als pure wiskunde, wat wiskunde is die puur wordt uitgevoerd omwille van de wiskunde.Wanneer ze echter worden uitgevoerd om informatie met betrekking tot de natuurkunde te onderscheiden, kunnen ze net zo gemakkelijk in de categorie van computationele fysica vallen.

Veel hogescholen bieden cursussen in computationele fysica, hoewel elke pre-collegiale instructie in het veld zeldzaam is.Inleidende cursussen van de universiteit geven de neiging om basisprogrammeringsprincipes te onderwijzen en hoe ze deze kunnen toepassen op problemen met betrekking tot natuurkunde.Latere cursussen, vaak onderwezen op afgestudeerd niveau, leren hoe ze grote problemen kunnen manipuleren en oplossen die bestaan uit grote hoeveelheden gegevens door het gebruik van algoritmen en geavanceerde programmeerpraktijken.