Fizyka komputerowa
Fizyka komputerowa to dział nauk ścisłych, który bada zastosowanie komputerów w fizyce. Można ją podzielić na dwie główne części:
- Teoretyczna fizyka komputerowa: koncentruje się na rozwiązywaniu problemów fizycznych przy użyciu metod numerycznych.
- Doświadczalna fizyka komputerowa: obejmuje wykorzystanie komputerów w doświadczeniach fizycznych, takich jak systemy akwizycji danych i sterowanie pomiarami.
Początki tej dziedziny sięgają lat 50. XX wieku.
Teoretyczna fizyka komputerowa
Teoretyczna fizyka komputerowa bada metody numeryczne, w tym:
- Metody Monte Carlo: wykorzystują generatory liczb pseudolosowych do symulacji probabilistycznych i obliczania całek.
- Dynamika molekularna: polega na numerycznym rozwiązywaniu równań ruchu wielu ciał.
Obszar ten obejmuje także badania nad chaosem, komputerami kwantowymi oraz analizą sieci komputerowych przy zastosowaniu pojęć z fizyki statystycznej i termodynamiki.
Doświadczalna fizyka komputerowa
Doświadczalna fizyka komputerowa zajmuje się zastosowaniem komputerów w pomiarach i doświadczeniach. Kluczowe obszary to:
- Konstruowanie systemów akwizycji danych dla doświadczeń fizycznych.
- Adaptacja tych systemów do zastosowań przemysłowych i medycznych.
- Badania związane z elektroniką i nowymi technologiami telekomunikacyjnymi.
Fizycy komputerowi poszukują także alternatywnych komponentów komputerowych.
Ogólna fizyka komputerowa
Ogólna fizyka komputerowa obejmuje zagadnienia programistyczne związane z fizyką, matematyką i informatyką. Ważne obszary badań to:
- Rozproszone obliczenia naukowe i pakiety obliczeń symbolicznych.
- Tworzenie kompilatorów, bibliotek i środowisk laboratoryjnych.
- Badania w dziedzinach telekomunikacji, grafiki komputerowej oraz inżynierii budowlanej.
Fizycy komputerowi wykorzystują także niestandardowe metody, takie jak sieci neuronowe i algorytmy genetyczne, osiągając sukcesy m.in. w bioinformatyce i projektowaniu leków.
Podsumowanie
Fizyka komputerowa stanowi trzeci dział fizyki obok fizyki teoretycznej i doświadczalnej, łącząc obliczenia teoretyczne z doświadczeniami. Pomimo swojej złożoności i wymagań edukacyjnych, jest cenna w wielu obszarach nauki, co czyni fizyków komputerowych istotnymi pracownikami na uniwersytetach.
