Objekt 'Oumuamua proletěl sluneční soustavou a opět ji opustil. Přímo nebyl jeho tvar pozorovatelný, ale podařilo se stanovit světelnou křivku (průběh jasnosti rotujícího objektu v čase), z níž vyplývá, že 'Oumuamua je protáhlého tvaru. Stanovte světelné křivky (jako plochu průřezu v závislosti na čase) rotující podlouhlé molekuly a srovnejte s křivkou 'Oumuamuy. Pozn.: Podle nejnovějších „kvalifikovaných spekulací“ pochází 'Oumuamua z extrasolárního objektu typu Pluto a je tvořena z větší části tuhým dusíkem.

K simulaci použijte cookfree+x, verzi V3.3m nebo novější.
Není-li k dispozici, dejte mi vědět.
Též můžete instalovat MACSIMUS (old.vscht.cz/fch/software/macsimus) a po instalaci ze složky .../macsimus/cook provést:
  ./configure.sh xsection
a zvolit následující:
  f = Free (vacuum), true electrostatic 1/r (no cutoff)
> c = Coulomb interaction (DEFAULT)
> n = No polarizability (DEFAULT)
> p = Plain version (DEFAULT)
> lj     = Lennard-Jones (DEFAULT), various combining rules available
> 3 = LEAPFROG, Ekin = m/4 * [(r(t+h)-r(t)]/h)^2 + (r(t)-r(t-h)]/h)^2] (DEFAULT)
  x = geometric cross-section (XSECTION)

a 2x potvrdit překlad. 


=============== molekula ===============

----- Připravte soubor OUMUAMUA.che s tímto obsahem: ------
molecule oumuamua

parameter_set=diamond

CT--CTv--CTv
|   |     |
|   CTvv  |
|   |     |
CT^-+-CT^-CT
|   |     |
CT-CTv---CTv
|   |     |
|   CTvv  |
|   |     |
CT^-+-CT^-CT
|   |     |
CT-CTv---CTv
|   |     |
|   CTvv  |
|   |     |
CT^-+-CT^-CT
|   |     |
CT-CTv---CTv
|   |     |
|   CTvv  |
|   |     |
CT^-+-CT^-CT
|   |     |
CT-CTv---CTv
|   |     |
|   CTvv  |
|   |     |
CT^-+-CT^-CT
|   |     |
CT-CTv---CTv

-----------------------------------------------------

Optimalizujte geometrii molekuly (stiskněte několikrát [CG] a pak [finish]):
  blend -g OUMUAMUA
Stanovte momenty setrvačnosti vzhledem k hlavním osám:
  blend -H -r4 OUMUAMUA
Případně stanovte gyrační momenty vzhledem k hlavním osám:
  blend -G -r4 OUMUAMUA
Vygenerujte silové pole pro simulaci:
  blend -o oumuamua OUMUAMUA

=============== Simulace ==================

Simulace je adiabatická (bez termostatu), tj. zachovává se celková energie, což odpovídá volné rotaci tělesa. Molekula bude při simulaci ve vakuových okrajových podmínkách centrovaná, ale nebudou nulovány momenty hybnosti, takže bude rotovat. Počáteční rychlosti budou náhodné (odpovídající zvolené teplotě), což zajistí i náhodnou rotaci. Program počítá průřez jako „plochu stínu“, kdy má každý atom poloměr rovný součtu svého kolizního poloměru (Lennard-Jones σ) + poloměru sondy (He), zde je to 3.59 Å.

Vhodný definiční soubor:
------------------ 1.def -----------------
N[0]=1              ! 1 molekula
rho=1000            ! "hustota" (zde nemá význam)
noint=50 h=0.2/noint! časový krok a cyklus (0.2 ps)
dt.plb=1            ! zápis trajektorie
dt.prt=1            ! zápis protokolu
T=100               ! počáteční teplota - kromě rychlých vibrací
                    ! ovlivní celkovou rotaci
;
-------------------------------------------------

Řídící soubor simulace:
------------------ 1.get -----------------
init="random"       ! náhodná orientace
drift=7             ! bude centrovat, ale nebude nulovat rotace
xs.grid=10          ! grid pro výpočet průřezu
xs.mode="xyz"       ! v osách x,y,z (tři nezávislé hodnoty)
xs.freq=1           ! každý cyklus
no=2000;            ! počet cyklů po 1 ps
--------------------------------------------

Soubor definující, že se budou sledovat 3 složky průřezu:
------------------ 1.cpi -----------------
XSx
XSy
XSz
-----------------------------------------

Simulace:
- výpočet na vlastním linuxu:
  cookfree+x oumuamua 1
- v případě delší simulace na klastru dávkový výpočet:
  jsub -n JOBNAME cookfree+x oumuamua 1

======================= Analýza ====================

Prohlídka trajektorie:
  show 1

Průřezy v závislosti na čase:
  showcp -b1 -p -9 -o9,10,11 1
* na ose x je čas v ps
* -9 = zobrazí sloupec 9
* -o9,10,11 = spojení grafů sloupce 9 s 10,11 do jednoho grafu
* -b1 neblokuje data

Pro kreslení v jiném softwaru použijte -p2 nebo:
  showcp -b1 -a2 1
Pak 1. sloupec je čas (v ps) a 3 složky průřezu jsou sloupce 10 11 12

======================== Další úkoly ==================

* Opakujte stejný výpočet několikrát
* Změňte molekulu (délku, přidání postranních řetězců aj.) a opakujte
* Srovnejte získané křivky s experimentální světelnou křivkou (hledejte "Oumuamua light curve")