Auxílio da Computação na área da Física

A computação está integrada em inúmeras áreas do conhecimento humano de modo que facilita significativamente na economia de esforços no que diz respeito a realização de determinadas tarefas. Na área da Física não poderia ser diferente, a computação é de grande utilidade para a Física, entre outras áreas da física que utiliza a computação pode-se citar: Física computacional e o Cálculo numérico.  São dois dos ramos da Física que recorre a ciência da computação para resolver problemas considerados trabalhosos de serem resolvidos pela mão humana, pelo trabalho exaustivo que tais problemas causa aos profissionais.

A ciência da computação contribui para a física no sentido de resolver mais rapidamente problemas trabalhosos que cuja solução seria demorada sem o auxilio da programação, ou até mesmo impossível. Para que fique claro e evidente a importância da computação para um físico serão citados alguns exemplos a seguir:

Exemplo 1: Em 1945 os Estados Unidos iniciaram o uso do primeiro computador eletrônico. Alguns anos mais tarde, este tipo de máquina permitiria a realização de muitos cálculos por segundo, algo impensável para um ser humano. Desse modo, mesmo que a teoria matemática não pudesse descrever toda a realidade, seria possível aprofundar o conhecimento sobre alguns setores desta realidade. Atualmente alguns supercomputadores instalados em centros de pesquisa são capazes de realizar dezenas de petaflops, ou seja, quadrilhões de operações por segundo. Com tal velocidade é possível simular fenômenos subatômicos, meteorológicos e até galácticos. Para desenvolver este tipo de simulação são necessários conhecimentos de Física e de Computação, formando uma nova disciplina interdisciplinar conhecida como Física Computacional. Geralmente existe um Físico no acompanhamento de um trabalho desse porte.

 Exemplo 2: Certos problemas não podem ser solucionados através da aplicação direta das teorias. Um exemplo bem simples é a descoberta de números primos. Não existe uma teoria matemática para listar todos os números primos ou prever se um número grande será primo ou não. Porém, com o auxílio de computadores é possível realizar longas contagens e testar se um número é primo.

Exemplo 3: É impossível prever com grande antecedência a ocorrência de fenômenos meteorológicos, por exemplo. Porém, a partir de dados obtidos de instrumentos no mundo inteiro, supercomputadores são capazes de simular ocorrências atmosféricas com antecedência e precisão cada vez maiores. Para isso, é necessário desenvolver modelos computacionais a partir do conhecimento teórico disponível. Esses modelos são executados em computadores como o Tupã, capaz de realizar 258 teraflops, equivalente a 258 trilhões de cálculos de ponto-flutuante por segundo. Tupã é o computador mais rápido do hemisfério sul e está instalado no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, o INPE, em São Paulo. Veja o Tupã na Figura 1.

TUAPÃ - Supercomputador do INPE.

CONCLUSÃO: Como é possível perceber nos exemplos, especificamente no exemplo 3 que a computação está relacionada com diversas áreas. O Físico pode explorar a computação para simular fenômenos subatômicos, meteorológicos e até galácticos, garantindo maior eficiência em seus experimentos.

Fonte de Pesquisa: < http://www.infoescola.com/fisica/fisica-computacional/ > Acesso em 22 de novembro de 2014 às 15h 05min.