전산물리

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Theortical physics

자연 속에서 볼 수 있는 일련의 현상들을 집합하여 설명할 수 있는 이론적인 모형(또는 paradigm)을 설정

• 해를 해석적으로 분석이 불가능한 경우가 많아 모형의 유용성에 손상
• 다체계에서 입자 사이의 상호작용을 적용하는 완벽한 이론 X

 

 

Experimental physics

실험실에서 특수하게 제안된 실험을 통해 모형을 검증하거나, 이러한 모형에서 벗어나는 실험 사실을 발견

• 물리학적 모형들이 예언하는 바를 직접확인 하는 것이 아닌 간접적 확인
• 고도의 기술, 많은 비용이 필수적이라는 문제점

 

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전산물리

• 이론적 모형의 존재 유무에 관계 없이 현상 분석 가능
• 특수 목적용 소프트웨어 개발 가능
• 시뮬레이션을 통해 이론의 타당성과 보편성 검토
• 병렬처리 장치 활용 가능

 

Study case

수소원자의 파동함수ψ(x) : 입자의 물질파로서의 파동적인 면 서술

 

물리적으로 확률밀도함수를 구할 수 있음.

-> 입자의 파동성과 입자성을 통일적으로 표현하는 식

 

• Visualization: 일반물리학 정도의 지식만을 가지면 알 수 있는 물리적 현상을 전산기에서 시각적으로 구현
• 수치 해석: 미분, 적분, 보간법, fitting 등의 Data의 기본적 수치 처리 계산법
• 미분방정식의 초기 조건: 고전 역학의 여러 문제를 통해 초기 조건이 있는 미분 방정식의 해를 수치적으로 해석
• 미분방정식의 경계 조건: 전자기학의 기본적인 경계 조건 문제를 통하여 경계 조건이 있는 미분방정식의 해의 계산
• 실시간 파동의 진행 문제: 파동 문제의 전산 처리
• 흉내내기의 기본적인 방법: Random walk 및 Ising 모형 등의 기본적인 통계역학적인 문제 등을 통한 전산 시늉

 

 

전산물리의 응용

빅데이터 분야

현대물리학 연구 : 복잡계

신소재 개발에서의 화학반응 Study case : CHARMM, NAMD

천체 물리학 우주 탐사