Física Computacional

Estudo que envolve a Física e a Ciência da Computação

Física Computacional é um estudo interdisciplinar que envolve diversas áreas como a Física teórica e experimental aliada a conceitos da Ciência Computacional.

O objetivo da Física Computacional é utilizar os métodos computacionais para resolver questões que a Física, por meio das suas teorias e das suas equações, não conseguiram resolver.

Na atualidade a física computacional ganhou novas aplicações na área da física e da ciência da computação através da inclusão de áreas como é o caso da neurociência e da linguística.

Áreas de Atuação da Física Computacional

Em termos práticos, a Física Computacional tem trazido grande contribuição a diversas áreas, sendo utilizada inclusive para armazenar, distribuir e analisar os dados captados pelo Large Hadron Collider (LHC).

Física Computacional
O LHC é o maior acelerador de partículas do mundo. (Foto: Flickr)

O LHC é uma sigla utilizada para definir o maior acelerador partículas do mundo. Esse invento criado em 2008, que em português significa Grande Colisor Elétron-Pósitron, também é conhecido como a máquina do Big Bang.

Com o LHC os cientistas esperam refazer condições semelhantes, em termos de temperatura e densidade, ao que existia antes do Big Bang.

Essa máquina atinge temperaturas de -271,9 ºC com a ajuda de 10 mil toneladas de nitrogênio líquido.

Conheça abaixo outras áreas de atuação da Física Computacional:

Composição da Física Computacional

O estudo da Física é dividido em duas partes: Física Teórica e Física Experimental. A diferença entre elas está na maneira como é feito o acesso a natureza.

A parte teórica da Física compreende os processos matemáticos implícitos à natureza, o que contribui para um maior entendimento dos processos físicos. O lado experimental participa da natureza de uma forma direta, criando questionamentos por meio de experimentos. Essas perguntas são sempre respondidas através das experiências realizadas.

Entre a Física Teórica e a Física Experimental está a Física Computacional, que faz o papel de mediador entre os dois estudos. Ela utiliza os conhecimentos adquiridos através teoria e aplica nos experimentos virtuais.

Observando por esse aspecto os físicos computacionais assemelham-se com os físicos teóricos, pois também fazem uso dos cálculos matemáticos para a criação dos seus modelos.

Já na prática, a Física Computacional aproxima-se da Física Experimental, pois realiza métodos iguais aos cientistas experimentais (coleta de dados).

Por causa dessa dupla característica, existe uma grande discussão. Parte dos estudiosos acreditam que a Física Computacional é uma ferramenta da teórica, outros acreditam que está ligada a Experimental.

Na atualidade já existe uma convergência que classifica a Física Computacional como uma nova área da Física.

Aplicações da Física Computacional

A maior importância da Física Computacional está relacionada a conseguir resolver situações não possíveis através dos estudos teóricos. Exemplo é a descoberta das sequências matemáticas que não conseguem ser identificadas apenas por meio de equações matemáticas.

Também é o caso dos números primos. Até os dias atuais estudiosos não conseguiram utilizar cálculos matemáticos para listar todos os números primos ou saber se uma equação muito grande é de fato um número primo ou não. Porém, com a ajuda da computação é possível identificar se um número gigantesco é primo. Além disso, os computadores são capazes de realizar cálculos maiores e mais complexos que os assistidos na teoria.

Ademais, por meio de recursos computacionais os cientistas conseguem previamente identificar fenômenos meteorológicos.

Supercomputadores

Outra forma de aplicação da Física Computacional é a criação de supercomputadores que conseguem simular muitos acontecimentos atmosféricos com antecedência e com o máximo de precisão.

Desta forma, é possível utilizar embasamentos teóricos para desenvolver supermáquinas computacionais. Esse é o caso do Tupã, que é um supercomputador considerado o mais rápido do hemisfério sul. Ele está instalado no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) na cidade de Cachoeira Paulista (a 202 km de São Paulo).

O Tupã é o terceiro equipamento mais poderoso no que diz respeito a previsão do tempo. Ajuda a identificar de forma mais rápida fenômenos naturais como as tempestades que causam enchentes e deslizamentos de terra.

Para fazer essa previsão o Tupã é capaz de realizar 258 teraflops, equivalente a 258 trilhões de cálculos de ponto-flutuante por segundo.

De acordo com a TOP500, órgão que avalia os supercomputadores, com a aquisição do Tupã, o Brasil tingiu a 29ª colocação na lista de máquinas mais poderosas em atividade do mundo.

Não tem como falar em tecnologia sem mencionar a China, que assume a liderança na lista das supermáquinas. Os Chineses possuem o Tianhe-1-A, um equipamento 20 vezes mais poderoso que o Tupã. O supercomputador chinês opera a 4,7 petaflops.

Faça a referência deste conteúdo seguindo as normas da ABNT:

RIBEIRO, Lohana. Física Computacional; Guia Estudo. Disponível em

< https://www.guiaestudo.com.br/fisica-computacional >. Acesso em 18 de novembro de 2019 às 19:38.

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