Gas de Lennard–Jones 2D

La herramienta abre un estado inicial reproducible en el tiempo cero, en pausa. Los cambios físicos lo reconstruyen en pausa; Reproducir/Pausa avanza el tiempo del modelo. Opciones contiene ejemplos, integrador, velocidad, semilla, promedios y Paso. Restablecer recupera los valores iniciales. Reiniciar en Opciones repite los parámetros y la semilla. Solo se conservan textos introducidos, incluso parciales o inválidos; partículas, promedios, tiempo y menús no se guardan.

Todos los valores usan unidades reducidas: σ = ε = m = kB = 1, τ = σ√(m/ε), T* = kBT/ε, ρ* = Nσ²/A y P* = Pσ²/ε. L* = √(N/ρ*) determina el tamaño real de la caja. Es una presión 2D (energía por área), no una presión en MPa. Los ajustes describen densidades de partida, no fases de equilibrio garantizadas.

El potencial de par es U*(r*) = 4(r*⁻¹² − r*⁻⁶) − U*LJ(2.5) por debajo de r꜀* = 2.5, y cero más allá. Su fuerza es 24(2r*⁻¹³ − r*⁻⁷), con cero en r* = 2^(1/6). El desplazamiento del potencial conserva esta fuerza. No se aplica corrección de cola. Velocity Verlet recalcula las fuerzas entre sus dos semipasos; se usan imágenes mínimas periódicas. Los solapamientos por debajo de 0,6 σ detienen la ejecución en lugar de recortar la fuerza.

La semilla fija la pequeña perturbación de posición y las velocidades gaussianas iniciales. Se elimina la velocidad media y se normaliza la temperatura inicial con 2N − 2 grados de libertad térmicos. Con K medida respecto al centro de masas, T* = K*/(N − 1) y P* = (2K* + Σpares r*F*)/(2L*²). Por ejemplo, N = 144 y ρ* = 0,3 dan L* ≈ 21,91; la T* inicial = 1 no permanece fija en NVE.

NVE deja el sistema aislado. El reescalado opcional de velocidades fuerza la T* objetivo tras cada paso; no genera un ensamble canónico. El calor Q* registra el cambio resultante de energía cinética, positivo hacia el sistema. El balance de energía mostrado es (E* − E*₀ − Q*)/N. Compara con la mitad del paso temporal para valorar el error numérico: un potencial desplazado continuo sigue teniendo un salto de fuerza en el corte.

Las medias usan muestras igualmente espaciadas posteriores al paso tras el instante de inicio elegido. Reiniciar medias empieza una medida nueva en el tiempo de modelo actual. Ni un tiempo de descarte fijo ni una media suave prueban el equilibrio; las muestras están correlacionadas y no se da una estimación de incertidumbre. La escala de color permanece fija de v* = 0 a 5; las velocidades mayores solo saturan el color.

Referencias: Lennard–Jones potential, temperature and degrees of freedom, pressure and virial, velocity Verlet.

Reiniciar reproduce la semilla elegida; Pausa/Reanudar y Un paso conservan el estado actual.