Física computacional

Ciência
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Gráfico do espaço de fase de um pêndulo caótico, gerado utilizando métodos de integração numérica.

A Física computacional é uma área de pesquisa interdisciplinar que envolve o uso de conceitos e técnicas da física e da ciência da computação.

Abordagem tradicional

Um assunto tradicional da física computacional é o uso de métodos computacionais para a solução de problemas para os quais já existe uma teoria quantitativa. Esse estudo é importante pois muitos sistemas físicos são descritos por equações que não podem ser resolvidas por meio da álgebra.

As técnicas desenvolvidas permitem a solução de várias classes de problemas em diversas áreas da física. São utilizados métodos de integração numérica para a solução de equações diferenciais ordinárias, métodos estatísticos como o método de Monte Carlo, métodos matriciais para a solução de problemas de autovalores e autovetores, entre outros.

Abordagem moderna

Atualmente, a física computacional possui atuação muito mais abrangente que a tradicional. O conhecimento em Ciência e Engenharia da Computação é utilizado como ferramenta para os avanços tanto em física teórica como experimental, ao mesmo tempo em que conceitos da Física são aplicados à Teoria da computação.

São desenvolvidos métodos para a mineração de dados, conhecida também pelo termo inglês data mining, com o objetivo de reconhecer padrões e auxiliar a formulação de hipóteses a respeito de dados obtidos por meio da Física experimental. Para essa tarefa, são muito utilizadas técnicas de Estatística, Inteligência artificial e Processamento de sinais.

É estudada também a visualização computacional, com o objetivo de facilitar a interpretação dos dados, cada vez mais complexos, por parte do físico. Ela é utilizada tanto durante o processo de simulação, no trabalho de Física teórica, como no processo de Mineração de dados.

Integração com outras Ciências

Os profissionais da física computacional, por possuírem uma formação de natureza interdisciplinar, muitas vezes participam de pesquisas envolvendo outras áreas do conhecimento além da Física e da Ciência da computação.

Neurociência

Aquisição de dados e processamento de sinais do neurônio H1 da mosca no DipteraLab.

A neurociência é uma área de pesquisa que conta com o auxílio de físicos computacionais, que contribuem com seus conhecimentos nas áreas de Física teórica, utilizando conceitos da física e técnicas computacionais para modelar o cérebro, e de física experimental e construção de hardware e software para laboratório, com o objetivo de coletar os dados experimentais necessários.

Linguística

Alguns físicos computacionais, interessados na linguística computacional, trabalham em áreas de pesquisa relacionadas à interação humano-computador por meio de linguagem natural. Um dos objetivos é beneficiar a pesquisa em física e outras ciências, fornecendo maior integração entre linguagem matemática e linguagem natural.

Ver também

• Fluidodinâmica computacional
• Mecânica computacional
• Modelagem computacional