Fizica computaţională se ocupă cu studiul şi punerea în aplicare a algoritmilor numerici, pentru a rezolva probleme în fizică pentru care există deja o teorie cantitativă.
Fizicienii au de multe ori o teorie matematică foarte precisă care descrie exact modul în care va funcţiona un sistem. Din nefericire, ei sunt adesea în situaţia în care rezolvarea acestor ecuaţii pentru a produce o predicţie utilă este o problemă complicată de calcul. Acest lucru este valabil mai ales cu mecanica cuantică, unde doar foarte puţine modele simple pot fi rezolvate exact. Chiar şi probleme aparent simple, cum ar fi calcularea undei unui electron pe orbita unui atom într-un câmp electric puternic, poate necesita un mare efort pentru a elabora un algoritm practic.
În plus, problemele mecanicii cuantice sunt, în general, exponențiale în raport cu domensiunea sistemului.
Multe alte probleme numerice mai generale se rezolvă de multe ori în domeniul fizicii computaţionale, deşi acestea ar putea fi cu uşurinţă considerate ca ţinând de matematica pură, sau parte a mai multor domenii aplicate. De exemplu:
- Rezolvarea ecuaţiilor diferenţiale
- Integrale de evaluare
- Metode stocastice, în special metoda Monte Carlo
- Metode specializate în ecuaţii diferenţiale parţiale, de exemplu metoda diferenţelor finite şi metoda elementului finit
- Problema valorii proprii a matricelor – respectiv, problema de a găsi valorile proprii ale matricelor foarte mari.
Lasă un răspuns