Simulazioni di materia condensata e biosistemi
A.A. 2023/2024
Obiettivi formativi
L'insegnamento insegnerà le tecniche e gli algoritmi computazionali per studiare le proprietà dinamiche e di equilibrio di modelli classici di molecole, polimeri, e solidi.
Risultati apprendimento attesi
Lo studente al termine dell'insegnamento avrà acquisito le seguenti abilità:
1. Comprendere la teoria di funzionamento della dinamica molecolare
2. Effettuare simulazioni di dinamica molecolare
3. Comprendere i metodi di calcolo di energia libera
4. Avere dimestichezza con l'analisi dati attraverso semplici script
1. Comprendere la teoria di funzionamento della dinamica molecolare
2. Effettuare simulazioni di dinamica molecolare
3. Comprendere i metodi di calcolo di energia libera
4. Avere dimestichezza con l'analisi dati attraverso semplici script
Periodo: Primo semestre
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
Primo semestre
Programma
1) dinamica molecolare di molecole e solidi nell'insieme microcanonico, integratori delle equazioni del moto, ergodicità, la temperatura
2) dinamica molecolare a temperatura costante, dinamica Langevin, quantità termodinamiche, transizioni di fase, termostati e barostati, algoritmi per ottimizzare la dinamica molecolare
3) metodi di sampling termodinamico, Metropolis, transizioni vetrose, metodi di tempering e multicanonici
4) dinamica molecolare in solvente esplicito, il problema elettrostatico, i potenziali semiempirici, coordinate di reazione, umbrella sampling e metadinamica
2) dinamica molecolare a temperatura costante, dinamica Langevin, quantità termodinamiche, transizioni di fase, termostati e barostati, algoritmi per ottimizzare la dinamica molecolare
3) metodi di sampling termodinamico, Metropolis, transizioni vetrose, metodi di tempering e multicanonici
4) dinamica molecolare in solvente esplicito, il problema elettrostatico, i potenziali semiempirici, coordinate di reazione, umbrella sampling e metadinamica
Prerequisiti
Conoscenza elementare di Linux e del linguaggio C
Metodi didattici
Lezioni ed esercitazioni al calcolatore
Materiale di riferimento
Note del docente, scaricabili da Ariel
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
Colloquio orale per verificare grado di comprensione dello studente sugli aspetti teorici, sulla capacità di riprodurre i calcoli proposti nel corso, sulla capacità di implementare al calcolatore gli algoritmi imparati, e sulla capacità critica e di collegamento con nozioni apprese in altri corsi.
Docente/i