Molekulární dynamika II - NBCM347

• Anglický název: Molecular dynamics II
• Zajišťuje: Fyzikální ústav UK (32-FUUK)
• Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
• Platnost: od 2020
• Semestr: zimní
• E-Kredity: 5
• Rozsah, examinace: zimní s.:2/1, Z+Zk [HT]
• Počet míst: neomezen
• Minimální obsazenost: neomezen
• 4EU+: ne
• Virtuální mobilita / počet míst pro virtuální mobilitu: ne
• Stav předmětu: vyučován
• Jazyk výuky: čeština, angličtina
• Způsob výuky: prezenční
• Garant: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D.; RNDr. Ondřej Maršálek, Ph.D.
• Vyučující: RNDr. Ivan Barvík, Ph.D.; RNDr. Ondřej Maršálek, Ph.D.

Anotace

čeština

Tato přednáška je pokračováním předmětu “Molekulární dynamika I” a zabývá se aktuálními tématy současného výzkumu. Soustředí se především na popis jaderných kvantových efektů pomocí dráhových integrálů. Dále se zabývá tématy jako ab initio molekulární dynamika a metodika výpočetně efektivních simulací. Obsah bude ilustrován četbou ze současné literatury s následnou diskusí. Přednáška je vhodná pro studenty Mgr. a Ph.D. programů, kteří ovládají základy kvantové mechaniky a kvantové statistické mechaniky.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)

angličtina

This course builds on “Molecular dynamics I” to dive into topics at the forefront of current research. It focuses on the treatment of nuclear quantum effects using path integral methods. Other topics include ab initio molecular dynamics and methodology for computationally efficient simulations. The material will be illustrated with readings from current literature followed by discussions. This course is suitable for Mgr. and Ph.D. students with basic knowledge of quantum mechanics and quantum statistical mechanics.

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)

Podmínky zakončení předmětu

čeština

Zápočet bude udělen za úspěšné provedení výpočtů na praktických cvičeních u počítače a za získání alespoň 50 % bodů z domácích úkolů. Úkoly se odevzdávají emailem, termínem odevzdání úkolů za celý semestr je odevzdání zkouškového projektu. Praktická cvičení provádí student samostatně u vlastního počítače za konzultace s vyučujícím emailem nebo videohovorem.

Zkouška bude udělena za samostatné zpracování výpočetního projektu. Student provede výpočty a připraví protokol. Po odevzdání protokolu zodpoví otázky k projektu v rozsahu probírané látky. Téma projektu volí student ze seznamu návrhů poskytnutého vyučujícím, případně po dohodě s vyučujícím na základě vlastního zájmu z problematiky probírané během semestru. Zkouškovou diskuzi o protokolu lze provést vzdáleně pomocí videohovoru.

Poslední úprava: Maršálek Ondřej, RNDr., Ph.D. (30.04.2020)

angličtina

Class credit will be given for the successful execution of calculations in practical computational exercises and for earning at least 50 % points on homework. Homework should be handed in by email, the deadline for all homework for the semester is the date of the handing in of the exam project. Practical exercises are carried out independently by the students based on assignments, with the lecturer being available for consultation by email or video call.

The exam will be given for independent completion of a computational project. The student will perform calculations and prepare a report. After handing in the report, they will answer questions on the project within the scope of the topics covered by the course. The topic of the project will be chosen from a list provided by the lecturer, or based on the interest of the student within the topics covered by the class, after consulting with the lecturer. The discussion can be carried out remotely by a video call.

Poslední úprava: Maršálek Ondřej, RNDr., Ph.D. (30.04.2020)

Literatura

čeština

● Tuckerman - Statistical Mechanics

● Thomas E. Markland and Michele Ceriotti, Nuclear quantum effects enter the mainstream, Nature Reviews Chemistry volume 2, Article number: 0109 (2018),

● Scott Habershon, David E. Manolopoulos, Thomas E. Markland, and Thomas F. Miller III, Ring-Polymer Molecular Dynamics: Quantum Effects in Chemical Dynamics from Classical Trajectories in an Extended Phase Space, Annual Review of Physical Chemistry, Vol. 64:387-413,

● Frenkel, Smit - Understanding Molecular Simulation

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (04.02.2019)

angličtina

● Tuckerman - Statistical Mechanics

● Thomas E. Markland and Michele Ceriotti, Nuclear quantum effects enter the mainstream, Nature Reviews Chemistry volume 2, Article number: 0109 (2018),

● Scott Habershon, David E. Manolopoulos, Thomas E. Markland, and Thomas F. Miller III, Ring-Polymer Molecular Dynamics: Quantum Effects in Chemical Dynamics from Classical Trajectories in an Extended Phase Space, Annual Review of Physical Chemistry, Vol. 64:387-413,

● Frenkel, Smit - Understanding Molecular Simulation

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)

Sylabus

čeština

● Ab initio molekulární dynamika

● Propagace s více časovými kroky

● Dráhové integrály v imaginárním čase

● Dráhově integrální molekulární dynamika

● Rovnovážné isotopové efekty

● Přibližný časový vývoj pomocí dráhových integrálů - metody centroid molecular dynamics a ring polymer molecular dynamics

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)

angličtina

● Ab initio molecular dynamics

● Multiple time stepping propagation

● Imaginary-time path integrals

● Path integral molecular dynamics

● Equilibrium isotope effects

● Approximate time evolution from path integrals - centroid molecular dynamics and ring polymer molecular dynamics

Poslední úprava: Procházka Marek, prof. RNDr., Ph.D. (28.01.2019)