Pole siłowe

Pole siłowe – funkcja oraz zestaw parametrów opisujących energię potencjalną układu atomów lub cząsteczek. Zwykle termin ten pojawia się w kontekście dynamiki molekularnej oraz mechaniki molekularnej, gdzie odgrywa niezbędną rolę jako przybliżenia rzeczywistej funkcji potencjału. Opracowano wiele różnych pól siłowych, niektóre z nich mają szerokie zastosowanie w prowadzeniu symulacji różnych układów molekularnych (np. CHARMM, AMBER), podczas gdy inne zostały zoptymalizowane do prowadzenia wyspecjalizowanych obliczeń (np. ). Funkcje i parametry budujące pola siłowe wywodzą się zarówno z pomiarów eksperymentalnych, jak i zaawansowanych obliczeń kwantowomechanicznych. Pełnoatomowe pola siłowe zapewniają parametry do opisu każdego atomu w analizowanym układzie podczas gdy metody wykorzystujące „atomy zjednoczone” opisują niektóre grupy funkcyjne takie jak metyl oraz metylen w sposób przybliżony, traktując je jako pojedyncze atomy. Natomiast „gruboziarniste” pola siłowe (ang. coarse-grained force fields) stosowane w długich czasowo symulacjach białek i kwasów nukleinowych dążą do jeszcze bardziej uproszczonego opisu cząsteczek, wprowadzając pseudoatomy symulujące zachowanie całych reszt aminokwasowych (białka) bądź zasad azotowych (kwasy nukleinowe). Takie przybliżenia są konieczne z uwagi na znaczny koszt obliczeniowy modelowania tak dużych układów molekularnych. Termin pole siłowe jest inaczej rozumiany w chemii i niż w fizyce. Chemiczne pole siłowe stanowi przybliżenie funkcji obrazującej energię potencjalną cząsteczki podczas gdy w fizyce określenie to jest zarezerwowane do opisu gradientu pola skalarnego.