La Física Computacional (CF) es un campo multidisciplinario que combina la física, las matemáticas aplicadas y la informática, con el objetivo de resolver problemas en las ciencias naturales, particularmente en la física.
Las simulaciones por computadora comenzaron a usarse como herramientas científicas en meteorología y física nuclear después de la Segunda Guerra Mundial, y desde entonces se han vuelto indispensables en un número creciente de campos.
«La física computacional es una síntesis de análisis teórico, algoritmos numéricos y programación de computadoras». Traducido de PL DeVries Am. J. Phys., vol. 64, 364 (1996).
Aquí vale la pena una re-salva:
- la física atómica estudia los átomos;
- física nuclear, núcleos;
- la Física del Estado Sólido estudia los sólidos;
- La física computacional no estudia las computadoras.
La física trata de entender cómo funciona el universo. Ella usa las Matemáticas como lenguaje para «comunicarse» con la naturaleza, aquí entramos como ecuaciones. Usando ecuaciones, se crean modelos que creen en el comportamiento del universo. Las descripciones precisas (analíticas) son muy raras en los sistemas complejos, son las más comunes.
Generalmente, la física computacional se usa cuando no es posible resolver un problema analíticamente o hay muchos datos para procesar.
Tenga en cuenta que la imagen superior tiene una lata (posiblemente con café). ¿Mera coincidencia?
Las simulaciones por computadora también se pueden usar como una herramienta para explorar dos famosos «experimentos mentales», comúnmente utilizados en física para probar ideas fundamentales e ilustrar sus consecuencias. Assim, se poupa tempo e dinheiro – que não são a misma coisa.
Simuladores
La física es una ciencia experimental, o quiere decir que es la naturaleza la que da la «última palabra» en las búsquedas. Cuando se trata de simulación numérica, es peligroso darle tanto «poder» porque tiene su propia naturaleza (una simulación sin compromiso con la realidad es más para un videojuego que para una simulación científica).
El objetivo de la física computacional no es reemplazar la teoría o la experimentación, sino aumentar nuestra comprensión de dos procesos físicos.
¿Qué se aplica generalmente al conocimiento de un físico computacional?
Un FC es fundamental, por ejemplo, para el almacenamiento, distribución y análisis de dos datos experimentales capturados por el Gran Colisionador de Hadrones (la máquina más grande y potente que existe para nuestra especie).
A continuación se muestra un video sobre astrofísica computacional y una lista con algunas áreas de acción.
- Mecánica cuántica;
- Inteligencia artificial;
- Cosmología;
- neurociencia;
- Partículas fisicas;
- Astrobiología;
- bioinformática;
- Astrofísica;
- Sistemas de ecuaciones diferenciales;
- teoría de campos;
- Pronóstico del tiempo;
- ciencia de los materiales;
- biología estructural;
- Mercado de Valores;
- física estadística;
- Biofísica;
- Fusión nuclear;
- nanotecnología;
- ciencia oceánica;
- Bioquímica;
- Automatización industrial;
- La lista continua…
¿Cómo convertirse en un físico computacional?
Dado que un físico computacional es un físico que sabe cálculo y no una «computadora» que sabe física, necesito un título en el que el «coche líder» sea física.
En algunas universidades brasileñas como la USP (campus de São Carlos) y la UFRGS (campus de Vale), existen cursos de pregrado en física computacional. Si no es posible ingresar a varios de estos cursos, en Educación física (bachillerato) si es principiante, esta opción está presente en muchas universidades de Brasil.
En la USP, es decir, una duración del curso de 4 años. La intención es que un graduado de FC sepa tanta física como un BSc en física, por lo que el graduado de FC tiene un mejor arsenal informático que él.
«Desde que aparecimos, […] Las computadoras se utilizan como herramientas y no como trabajos científicos. Actualmente, es difícil señalar investigaciones científicas en física que no involucren, de alguna manera, el uso de la física computacional”, explica el profesor de la USP Gonzalo Travieso.
Si te gusta la física, el cálculo (especialmente la programación) y los desafíos intelectuales, este curso debería ser una buena opción.
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Espero que les haya gustado. Obrigado pela atenção e comió luego.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
- A Survey of Computational Physics – RH Landau, MJ Páez y CC Bordeianu – Princeton University Press – 2008.
- Una introducción a la física computacional – Tao Pang – Cambridge University Press – Segunda edición, 2006.
- Física computacional: una introducción – Franz J. Vesely – Plenum Press – 1994.
- Física Computacional, Apuntes de conferencias – Morten Hjorth-Jensen – Universidad de Oslo – 2012.
- Física computacional – Nicholas J. Giordano y Hisao Nakanishi – Pearson Education, Inc. – Segunda edición, 2006.
- Simulación por computadora en física e ingeniería – Martin Oliver Steinhauser – Gruyter – 2012.
REFERENCIAS WEB
- Licenciatura en Física: Física Computacional – UFRGS –
- Astrofísica Computacional – Universidad de Stanford –
- Conferencias de física computacional: módulos, cuestionarios y diapositivas – Universidad Estatal de Oregón –
- Simulaciones por computadora en la ciencia – Enciclopedia de Filosofía de Stanford –
- Curso O – IFSC/USP –
- ¿De qué se trata realmente la física computacional?
- ¿Qué es la FÍSICA DE LA COMPUTACIÓN? Computación vs. Teoría vs. Experimento en Física –