Séance de cours

Mécanique quantique à classique : simulations MD & MC

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Dans cours

CH-351: Molecular dynamics and Monte-Carlo simulation

Introduction to molecular dynamics and Monte-Carlo simulation methods. ...

Description

Cette séance de cours présente les simulations de dynamique moléculaire (MD) et de Monte Carlo (MC), en se concentrant sur la prédiction des propriétés macroscopiques en simulant des systèmes en détail microscopique. Il couvre les principales techniques numériques en chimie computationnelle, y compris la mécanique quantique, les méthodes de structure électronique et l'approximation de Born-Oppenheimer. La dérivation de la dynamique classique de la mécanique quantique est discutée, en mettant l'accent sur l'approximation semi-classique et le traitement des électrons au niveau quantique tout en déplaçant les noyaux classiquement. La séance de cours explore également les couplages non adiabatiques et l'approximation de Born-Oppenheimer, mettant en évidence la transition des descriptions quantiques aux descriptions classiques des systèmes moléculaires.

Enseignant·e

Ursula Röthlisberger

U. Röthlisberger was born in Solothurn (Switzerland). In 1988 she made her diploma in Physical Chemistry in the group of Prof. Ernst Schumacher at the University of Berne (Switzerland). Her Ph.D. thesis was done in collaboration with Dr. Wanda Andreoni at the IBM Zurich Research Laboratory in Rüschlikon. After finishing her Ph.D in 1991 she spent some time as a postdoctoral research assistant at the IBM Research Lab. From 1992-1995 she was a postdoctoral research assistant in the group of Prof. Michael L. Klein at the University of Pennsylvania in Philadelphia (USA). In 1994 she was awarded an advanced researcher fellowship (Profil 2) from the Swiss National Science Foundation. Before starting her Profile 2-fellowship she spent another year as postdoctoral research assistant in the group of Prof. Michele Parrinello at the Max-Planck-Institute for Solid State Physics in Stuttgart, Germany. In 1996 she moved as Profile 2-fellow to the ETH in Zurich, hosted by the group of Prof. Wilfred F. van Gunsteren. In 1997 she became Assistant Professor of Computer-Aided Inorganic Chemistry at the ETH Zurich.

Source officielle

Concepts associés (32)

Chimie quantique

La chimie quantique est une branche de la chimie théorique qui applique la mécanique quantique aux systèmes moléculaires pour étudier les processus et les propriétés chimiques. Le comportement électronique et nucléaire des molécules étant responsable des propriétés chimiques, il ne peut être décrit adéquatement qu'à partir de l'équation du mouvement quantique (équation de Schrödinger) et des autres postulats fondamentaux de la mécanique quantique. Cette nécessité a motivé le développement de concepts (notamment orbitale moléculaire.

Liste des outils de jardinage

vignette|Représentation de plusieurs outils La pratique du jardinage repose sur des savoir-faire et des outils. Utiliser le bon outil pour la bonne tâche. On peut différencier les outils selon leur utilisation : préparation des sols avant plantation ou semis : par exemple motoculteur, fourche, bêche. préparation et entretien des sols déjà plantés ou semés, par exemple : tondeuse à gazon, arrosoir. outils d'élagage, coupe ou suppression : par exemple : tronçonneuse, scie, sécateur, taille-haie.

Machine-outil

Une machine-outil est un équipement mécanique destiné à exécuter un usinage, ou autre tâche répétitive, avec une précision et une puissance adaptées. Elle imprime à un outil, qu'il soit fixe, mobile, ou tournant, un mouvement permettant d'usiner ou de déformer une pièce ou un ensemble fixés sur un plateau mobile ou non. Le tour et notamment le tour à métaux a joué un rôle de premier plan au cours de la révolution industrielle. C'est la machine élémentaire de la mécanique industrielle, celle sans laquelle aucune autre machine ne peut voir le jour.

Interprétation de la mécanique quantique

Une interprétation de la mécanique quantique est une tentative d'explication de la façon dont la théorie mathématique de la mécanique quantique « correspond » à la réalité. Bien que la mécanique quantique ait fait l'objet de démonstrations rigoureuses dans une gamme extraordinairement large d'expériences (aucune prédiction de la mécanique quantique n'a été contredite par l'expérience), il existe un certain nombre d'écoles de pensée concurrentes sur son interprétation.

Modélisation moléculaire

thumb|Animation d'un modèle compact d'ADN en forme B|327x327px|alt=Modèle de l'ADN en forme B La modélisation moléculaire est un ensemble de techniques pour modéliser ou simuler le comportement de molécules. Elle est utilisée pour reconstruire la structure tridimensionnelle de molécules, en particulier en biologie structurale, à partir de données expérimentales comme la cristallographie aux rayons X. Elle permet aussi de simuler le comportement dynamique des molécules et leur mouvements internes.

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Équation de Boltzmann: Terme de diffusion

Couvre le terme de diffusion de l'équation de Boltzmann et la diffusion des porteurs, y compris les phonons, les électrons, les photons et les molécules.

Mécanique classique et quantique : Fondations et applications

Explore la mécanique classique et quantique, couvrant les observables, l'élan, Hamiltonien, et l'équation de Schrödinger, ainsi que la chimie quantique et l'expérience du chat de Schrödinger.

Dynamique moléculaire : intégration des équations de Newton

Explore la dynamique moléculaire, intégrant les équations de Newton pour faire bouger les atomes selon les forces interatomiques.

Dynamique moléculaire sous contraintes

Explore les simulations de dynamique moléculaire sous des contraintes holonomiques, en se concentrant sur l'intégration numérique et la formulation d'algorithmes.

Mécanique Quantique: Identité Jacobi et Invariance de Mesure

Explore l'identité de Jacobi, mesure l'invariance et les lois de conservation en mécanique quantique et en physique classique.

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