26–29 августа вЛаборатории теоретической физики ОИЯИвпервые была проведена онлайн-школа «Моделирование в молекулярной физике и материаловедении–2025». Школа собрала 28 студентов старших курсов, аспирантов, преподавателей и научных руководителей из университетовВьетнама, Ирака,Италии,РоссиииЮжной Африки.
Интенсивный онлайн-курс по моделированию провели сотрудники сектора малочастичных систем ЛТФ ведущий научный сотрудник Мирослав Ильяш и старший научный сотрудник Дипаян Сен. «С помощью нашей онлайн-школы мы хотим создать прочную образовательную базу для такого направления науки, как молекулярная вычислительная физика. Используя простые молекулярные системы в качестве примеров, мы демонстрируем участникам традиционные теоретические методы, основанные либо на молекулярной механике, либо на квантовой механике многоатомных или многоэлектронных систем», — отметил Мирослав Ильяш.
Занятия проводились на платформе Zoom с использованием открытого программного обеспечения. У участников также была возможность смотреть видеолекции в записи. Онлайн-курс был разделен на две части. В части по молекулярному моделированию участники практиковались в работе с программами, изучали электронную структуру атомных и молекулярных орбиталей, оптимизацию геометрии, а также спектроскопические, электрические и магнитные свойства различных молекул. Некоторые примеры практических заданий: провести расчеты энтальпии сгорания в определенной химической реакции, вычислить свойства различных элементов, смоделировать простую биомолекулу.
Вторая часть – моделирование в материаловедении – включала изучение пакета с открытым исходным кодом Quantum ESPRESSO и среды атомного моделирования в Python. Обучение было тесно связано с такими понятиями, как:
- периодическое граничное условие и пространственная группа;
- оптимизация геометрии: переменная ячейка против атомной релаксации;
- суперячейки и слэбы;
- адсорбция на поверхности на разных физических масштабах: атом, молекула, димер, кластер;
- электронные и магнитные свойства — плотность состояний, зонная структура;
- визуализация плотности заряда.
Практическая часть включала выполнение упражнений и заданий, в том числе повышенной сложности. Примеры заданий: расчеты полной энергии и релаксации элементарных ячеек модификаций различных химических элементов, вычисление их электронных свойств, плотности состояний и зонной структуры, проведение тестов на сходимость и другое.