分子シミュレーション：基礎熱力学と実践

分子シミュレーションは材料や化学系の挙動を予測するための不可欠なツールですが、モデル化を成功させるには基礎となる物理法則の深い理解が必要です。本コースでは、現代の計算モデル化を支える統計力学と熱力学についての厳密なテキストベースの導入を提供し、実践的なシミュレーション作業に自信を持って取り組めるようにします。 本コースは、ミクロな相互作用からどのようにマクロな性質が表出するかについての理解を深めます。 学習内容： * 熱力学の基本法則とそれらの厳密な統計的解釈を理解します。 * さまざまな統計アンサンブル（NVE、NVT、NPT）と、計算モデル化においてそれらを適用すべきタイミングを学びます。 * ポテンシャルエネルギー関数と力場の概念を適用し、原子間および分子間の相互作用を正確にモデル化します。 * 分子動力学（MD）およびMonte Carlo（MC）手法を用いた基本的な計算実験を実行するための概念的な手順を実践します。 * エネルギー、熱容量、圧力などの主要な熱力学物性の計算を含め、シミュレーションの出力結果を解釈します。 このコンテンツは、古典熱力学と統計力学の基礎的な復習から始まり、各種シミュレーションアルゴリズムの詳細な概念的手順へと進みます。数学的フレームワークや、一般的なシミュレーションの実行に伴うワークフローに関する詳細な解説を読み進めていきます。 本コースは、計算化学、物理学、または材料科学の完全な初心者を対象として設計されています。分子シミュレーションソフトウェアや高度なプログラミングの事前経験は不要です。 今すぐ計算熱力学の基礎構築を始めましょう。