МОЛЕКУЛЯ́РНОЙ ДИНА́МИКИ МЕ́ТОД

МОЛЕКУЛЯ́РНОЙ ДИНА́МИКИ МЕ́ТОД, од­но из на­прав­ле­ний ком­пь­ю­тер­но­го мо­де­ли­ро­ва­ния свойств ве­ще­ст­ва, ос­но­ван­ное на чис­лен­ном ре­ше­нии урав­не­ний дви­же­ния со­став­ляю­щих его час­тиц. По ре­зуль­та­там рас­чё­тов и ана­ли­за тра­ек­то­рий час­тиц свой­ст­во ве­ще­ст­ва оце­ни­ва­ет­ся че­рез ста­ти­стич. сред­ние ве­ли­чи­ны. Впер­вые М. д. м. при­ме­нён в 1957 амер. фи­зи­ка­ми Б. Ол­де­ром и Т. Уэйн­рай­том для рас­чё­тов фа­зо­вой диа­грам­мы (пе­ре­хо­да жид­кой фа­зы в твёр­дую) мо­дель­ной сис­те­мы из твёр­дых сфе­рич. тел. В 1964 амер. фи­зи­ком А. Рах­ма­ном вы­пол­не­но мо­де­ли­ро­ва­ние свойств жид­ко­го ар­го­на по вы­чис­лен­ным тра­ек­то­ри­ям не­сколь­ких со­тен ато­мов ар­го­на с ис­поль­зо­ва­ни­ем по­тен­циа­ла взаи­мо­дей­ст­вия Лен­нард-Джон­са. В 1977 амер. хи­ми­ка­ми-тео­ре­ти­ка­ми М. Кар­п­лу­сом и Дж. Э. Мак-Кам­мо­ном опуб­ли­ко­ван ана­лиз флук­туа­ций бел­ко­вой мак­ро­мо­ле­ку­лы по рас­чёт­ным тра­ек­то­ри­ям её ато­мов.

В М. д. м. все час­ти­цы мо­дель­ной сис­те­мы (напр., хи­ми­че­ски свя­зан­ные ато­мы мак­ро­мо­ле­ку­лы или ан­самб­ли хи­ми­че­ски не­свя­зан­ных ато­мов или ма­ло­атом­ных мо­ле­кул) долж­ны быть оха­рак­те­ри­зо­ва­ны па­ра­мет­ра­ми, оп­ре­де­ляю­щи­ми тип дви­же­ния и взаи­мо­дей­ст­вие час­тиц в сис­те­ме (пре­ж­де все­го мас­са­ми и за­ря­да­ми). До­пус­ка­ет­ся объ­е­ди­не­ние час­тиц в груп­пы с фик­си­ро­ван­ны­ми внут­рен­ни­ми ко­ор­ди­на­та­ми. Для рас­чё­тов тра­ек­то­рий час­тиц или групп час­тиц дол­жен быть ука­зан за­кон взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц, по­зво­ляю­щий вы­чис­лять дей­ст­вую­щие на них си­лы. В наи­бо­лее час­тых при­ме­не­ни­ях М. д. м. пред­по­ла­га­ет­ся ре­ше­ние урав­не­ний клас­сич. ме­ха­ни­ки с ана­ли­ти­че­ски за­дан­ны­ми по­тен­циа­ла­ми взаи­мо­дей­ст­вия. В свою оче­редь, па­ра­мет­ры по­тен­циа­лов под­би­ра­ют­ся ли­бо по со­гла­со­ва­нию ре­зуль­та­тов мо­де­ли­ро­ва­ния с экс­пе­рим. дан­ны­ми, ли­бо по ре­зуль­та­там не­за­ви­си­мых рас­чё­тов энер­гии взаи­мо­дей­ст­вия час­тиц, оп­ре­де­ляя их внутр. струк­ту­ру, в ча­ст­но­сти ме­то­да­ми кван­то­вой ме­ха­ни­ки для элек­трон­но-ядер­ной мо­де­ли строе­ния ато­мов и мо­ле­кул. Раз­ви­ва­ют­ся ва­ри­ан­ты не­эм­пи­ри­че­ско­го М. д. м. с пря­мым чис­лен­ным рас­чё­том сил, дей­ст­вую­щих на ато­мы, из кван­то­вых урав­не­ний. Чис­лен­ное ин­тег­ри­ро­ва­ние урав­не­ний дви­же­ния про­во­дит­ся с по­мо­щью разл. ва­ри­ан­тов ко­неч­но-раз­но­ст­но­го ме­то­да ре­ше­ния диф­фе­рен­ци­аль­ных урав­не­ний с вы­бо­ром ша­га по вре­ме­ни в боль­шин­ст­ве слу­ча­ев от 0,1 до 5 фс.

М. д. м. с ис­поль­зо­ва­ни­ем су­пер­ком­пь­ю­те­ров те­раф­лопс­но­го (и вы­ше) клас­са по­зво­ля­ет для сис­тем из де­сят­ков ты­сяч час­тиц рас­счи­ты­вать тра­ек­то­рии за про­ме­жут­ки вре­ме­ни до не­сколь­ких мик­ро­се­кунд. Наи­бо­лее ши­ро­ко М. д. м. при­ме­ня­ет­ся для мо­де­ли­ро­ва­ния свойств атом­но-мо­ле­ку­ляр­ных сис­тем в био­хи­мии, фи­зи­ке твёр­до­го те­ла и ди­на­ми­ке жид­ко­стей.