III. Dynamique Moléculaire DM :
3.1 Introduction :
Parfois certaines expériences sont impossibles de les
faire comme à l'intérieur des étoiles, la
dangerosité qui provoque le risque d'explosion... Le physicien
américain «Richard P. Feynman» a dit que « That
all things are made of atoms, and that everything that living things do can be
understood in terms of the jigglings and wigglings of
atoms.» Le but est très clair, on cherche
à comprendre comment les atomes et les molécules se
déplacent et vibrent...
Ce pour cela la simulation est la seul clé pour faire
ces expériences facilement sans risque et sans aucun doute. Ces
simulations sont parfois appelés « expériences
théoriques » cause qu'ils peuvent effectuer des expériences
difficiles à faire.
Dans ce cadre, nous sommes obligés de faire une telle
simulation pour mettre en faces ces problèmes et gagner le temps de
plus. Généralement il existe deux types de simulation, une
simulation qui utilise l'approche quantique et une autre utilise l'approche
classique dite DM. La dynamique moléculaire DM (en anglais Molecular
Dynamics Simulation) est apparue en 1930 [28], mais elle s'est
développée vers les années soixante. Cette théorie
est basée sur l'approximation de BO [29] ou les électrons sont
plus rapides que les noyaux.
La dynamique moléculaire est un outil très
important pour comprendre les propriétés statistiques et
dynamiques, elle décrit les modes vibrationnelles des réseaux
cristallins en calculant les vitesses et les positions en fonction de temps.
Cette méthode de calcul est incluse dans le code CASTEP dans Materials
Studio. On s'intéresse à la description des atomes et les
interactions moléculaires en vue de calculer l'énergie totale de
système. La propagation de système dans l'espace des phases se
fait en appliquant les équations classiques du mouvement. Cette
théorie permet de suivre l'évolution temporelle d'un ensemble de
N atomes par l'intégration numérique pas à pas des
équations du mouvement classique pour comprendre les
propriétés des assemblages des molécules en termes de
structure et les interactions microscopiques.
L'idée est si on connait le potentiel d'interaction
entre les atomes ou molécules, on peut utiliser la relation fondamentale
de la dynamique RFD pour suivre l'évolution en fonction de temps des
positions de chaque atome en intégrant numériquement les
équations du mouvement.
Chapitre II Méthodes de calcul et
matériels
28 | P a g e
En mécaniques classique, chaque particule est
définit comme [30] une masse ponctuelle soumise à une interaction
mutuelle. Chaque particule définit par trois degré de
liberté relative aux positions et trois relatives aux impulsions. Le
système est donc déterminé par six degrés de
liberté.
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