Molecular Workbench ile molekül dinamiği simülasyonları

Molecular Workbench (MW) atomlar ve moleküller arası etkileşimlerin ve mikroskopik süreçlerin simülasyonu için geliştirilmiş, epey yetenekli, açık kaynaklı bir Java programı. JDK kurulu her platformda çalışabiliyor. Linux’da çok kolay kurdum, Win ve MacOS’da da kolay olacağını tahmin ediyorum.

MW yazılımı Web üzerinden hazır simülasyon sayfalarına erişip onları çalıştırabiliyor. Yüzlerce örnek simülasyon var. Birçok fiziksel sürecin atom seviyesinde nasıl işlediğini öğretmek için özenle hazırlanmışlar. Sözgelişi, üç boyutlu bir cismin atomlarının titreşimlerini gözleyebilir, sıcaklığı artırarak katıdan sıvıya, sıvıdan gaza geçişi gözleyebilirsiniz.

kristal

MW’i üreten Concord Consortium, Google’dan aldığı bir bağışla “Next Generation Molecular Workbench” sistemini hazırlamış. Buradaki örnekler Java ile değil, HTML ve JavaScript ile hazırlanmış. Bu simülasyonların içinde kayboldum gittim. Malzemelerin mukavemeti, gazların difüzyonu, su molekülleri arasındaki hidrojen bağları, temel gaz yasaları, protein katlanması ve daha nice fiziksel sürecin işleyişini moleküler seviyede seyretmek mümkün. Yalnız, Firefox’un son versiyonlarında çok yavaş işliyorlar. Chrome’un performansı daha iyi.

“Klasik” (Java) MW’ya dönersek: MW’nin kaportasının altında güçlü bir fizik motoru var. Atomlar/moleküller arasında van der Waals, Lennard-Jones, veya elektrostatik kuvvetlerin etkisi simüle edilebiliyor. Ayrıca yerçekimi, dış elektrik alan veya dış manyetik alan kuvvetleri de tanımlanabiliyor.

MWsalt

Tuz kristalinin suda çözülmesi

Kuantum etkileri de MW motoruna dahil edilmiş. Bir duvara doğru gelen elektronun tünelleme etkisiyle kısmen diğer tarafa geçişini, veya yaklaştırılan iki atomun elektron bulutlarının kaynaşarak kovalent bağ oluşturmasını seyredebilirsiniz. Atom-foton etkileşimleri de yazılıma dahil edilmiş. Çok büyük organik moleküller ayrı bir parçacık olarak sisteme eklenip “mezoskopik” simülasyonlar da yapılabiliyor.

MWtunneling

Tek tek yazmakla bitmez. En iyisi, her biri belli bir konuyu anlatmak üzere dikkatle hazırlanmış yüzlerce simülasyona bir göz atın. Hem MW’in yapabileceklerini görürsünüz, hem de çok zevkli zaman geçirirsiniz.

MW yazılımını kullanarak sıfırdan başlayarak kendi simülasyonlarınızı geliştirebilirsiniz. Molekülleri gösteren pencerenin çevresine çeşitli ayar bileşenleri, grafik kutuları koyabilir, metin kutuları ile açıklamalar ekleyebilirsiniz. Simülasyon penceresine öntanımlı atomlar ve molekülleri tıklayarak yerleştirebilirsiniz. Bununla basit deneyler yapabilirsiniz ama daha karmaşık durumlarda düzenli bir ilk durum yaratmak, çok sayıda atoma ince ayar yapmak gibi ihtiyaçlarınız olacaktır. Bu tür işler için MW’in kendine özgü script dilini kullanabilirsiniz.

MWmagbottle

MW çok gelişkin ve gitgide daha da geliştirilen bir fizik sistemi. Yeni simülasyonlar üretmek isteyenler için kapsamlı yardım belgelerini mevcut. Harcadığınız zamanın karşılığında olağanüstü güzel ve öğretici simülasyonlar hazırlama imkânı kazanırsınız. MW’nin bilimsel araştırma için kullanılabileceğini zannetmiyorum – bu iş için daha gerçekçi ve hızlı yazılımlar var – ama konferans sunuşlarında veya bloglarda kullanılabilecek simülasyonlar hazırlamak için birebir.

Simülasyon hazırlamak istemiyorsanız bile MW kütüphanesindeki simülasyonları çalıştırıp seyredin. Derslerdeki fizik ve kimya süreçlerinin gözünüzün önünde canlanması çok heyecan verici.

MW_heatflow

Reklamlar

Kaan Öztürk hakkında

Kaan Öztürk İstanbul’da doğdu. İstanbul Lisesi ve Boğaziçi Fizik mezunu. Rice Üniversitesi‘nde uzay fiziği alanında doktora yaptı. Işık ve Yeditepe üniversitelerinde ders verdi. 2015-2016 döneminde Rice'da ziyaretçi araştırmacı olarak çalıştı. Bugünlerde Sabancı Üniversitesi'nde optimizasyon ve yapay öğrenme konularında doktoraüstü araştırmacı olarak çalışıyor.

26 Nisan 2013 tarihinde Bilimsel Programlama içinde yayınlandı ve , , , , , , , olarak etiketlendi. Kalıcı bağlantıyı yer imlerinize ekleyin. 1 Yorum.

Bir Yanıt Bırakın

Aşağıya bilgilerinizi girin veya oturum açmak için bir simgeye tıklayın:

WordPress.com Logosu

WordPress.com hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Twitter resmi

Twitter hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Facebook fotoğrafı

Facebook hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Google+ fotoğrafı

Google+ hesabınızı kullanarak yorum yapıyorsunuz. Log Out / Değiştir )

Connecting to %s

%d blogcu bunu beğendi: