Monte-Carlo-Modellierung molekularer Systeme
Modellierung zur Simulation des Verhaltens von Molekülen in Fluiden / aus Wikipedia, der freien encyclopedia
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In der Monte-Carlo-Modellierung molekularer Systeme[1] werden molekulare Systeme durch Monte-Carlo-Simulationen untersucht.[2]
In der statistischen Physik wird sie[3][4] für eine Modellierung von Gleichgewichtseigenschaften[4][5] auf atomarer bis molekularer Ebene verwendet und kann in Einzelfällen eine Beschleunigung von einem Faktor von über 1010 im Vergleich zu Molekulardynamik-Simulationen erzielen.[5]
Sie kann sowohl die potentielle Energie bestimmen als auch eine statistische Aussage über die Lage von Atomen liefern und auch Zustandsgrößen der Boltzmann-Statistik bestimmen. Monte-Carlo und Molekulardynamik sind die häufigsten Modellierungen von Fluiden auf atomarer Ebene.[6] Die empirischen Kraftfelder, die dafür verwendet werden, stammen sowohl von Ab-initio-Rechnungen als auch von Experimenten und werden sowohl für die Molekulardynamik als auch für die molekulare Monte-Carlo-Methode verwendet. Einige Programmsysteme[7] verwenden Mehr-Atom-Modelle („Coarse-grained model“).[8][9][10] Sie wenden die molekulare Monte-Carlo-Methode nicht auf einzelne Atome an, sondern auf den Schwerpunkt von Atomgruppen oder ganzen Molekülen. Methoden, die zur Modellierung molekularer Systeme herangezogen werden, sind die Kinetische Monte-Carlo-Methode und die Quanten-Monte-Carlo-Methode.