Setiap partikel alam semesta mematuhi aturan fisika. Inilah mengapa fisika disebut sebagai cabang ilmu yang paling mendasar. Jika fisika dianggap sebagai teori, maka setiap cabang ilmu lainnya adalah penerapannya. Jika kita ingin memahami alam semesta kita dan, yang terpenting, diri kita sendiri, kita harus belajar fisika. Pengetahuan fisika sangat praktis. Jadi, jika kita ingin memahami fisika dari dalam, kita harus menemukannya dengan bereksperimen dan menganalisis data yang terekam. Dan saat itulah kita perlu menggunakan beberapa program komputer. Ada banyak alat fisika sumber terbuka yang tersedia di internet. Hampir semuanya kompatibel dengan Linux. Jadi, jika Anda mencari alat fisika terbaik untuk Linux, Anda berada di tempat yang tepat.
Alat Fisika Terbaik untuk Linux
Ada berbagai jenis aplikasi software fisika Linux dalam kajian dan penelitian fisika teoretis dan terapan. Jadi, sangat sulit untuk menyebut satu perangkat lunak sebagai yang terbaik. Di sini kami telah mendaftarkan koleksi 15 alat Fisika terbaik untuk Linux.
Beberapa di antaranya untuk menganalisis data, beberapa untuk aplikasi numerik, beberapa untuk simulasi, dan bahkan beberapa akan membantu Anda dalam memprogram solusi dari berbagai masalah terkait fisika. Kami yakin bahwa apa pun kebutuhan Anda, Anda akan menyukai koleksi perangkat lunak fisika Linux pilihan ini.
1. AKAR
Fasilitas penelitian terkenal di dunia CERN mengembangkannya. Ini adalah perpustakaan pemrograman yang bekerja berdasarkan metode berorientasi objek. Ini digunakan untuk memecahkan banyak masalah fisika energi tinggi. ROOT awalnya dikembangkan untuk menganalisis data fisika partikel. Namun setelah proses pengembangan bertahap, sekarang digunakan untuk menyelesaikan beberapa masalah astronomi dan penambangan data.
Fitur Utama ROOT
- Menyediakan histogram dan grafik untuk memvisualisasikan berbagai fungsi.
- ROOT dapat merender berbagai bentuk geometris 2D dan 3D untuk memvisualisasikan data.
- Analisis regresi atau pemasangan kurva dan alat minimisasi fungsi.
- Sistem komputasi empat vektor untuk digunakan dalam fisika energi tinggi.
- Opsi jaringan neural lanjutan untuk analisis data multivariasi.
- Pengguna dapat menggunakan fitur komputasi terdistribusi untuk peluang analisis data paralel.
- Antarmuka pemrograman Python dan Ruby dua arah bawaan.
2. Buka FOAM
OpenFOAM adalah alat Fisika yang sangat populer untuk Linux. Ini adalah pustaka C++ dan mesin simulasi. Persamaan diferensial parsial dapat diselesaikan tanpa kesulitan. Ini memiliki banyak kelas C++ bawaan untuk volume hingga, elemen hingga, dan pelacakan partikel Lagrangian. Ini menggunakan kode tingkat atas yang memberi Anda representasi langsung dari persamaan yang sedang dipecahkan.
Fitur Utama OpenFOAM
- Memiliki program penyelesaian bawaan seperti pembakaran, perpindahan panas, elektromagnetik, dinamika padat, dll.
- Ini memiliki opsi untuk menyesuaikan program pra-instal dan bahkan membuat program baru.
- GUI C++ terintegrasi bernama FoamX dapat digunakan untuk mengelola file kasus.
- Dukungan untuk berbagai jenis pemodelan, termasuk pemodelan lagrangian, pemodelan termofisika, pemodelan multifase, dll.
- Alat ini dapat menghasilkan jaring dan mengonversi atau memanipulasinya sesuai.
- OpenFOAM memiliki sekumpulan besar pustaka yang akan Anda dapatkan untuk langsung digunakan.
3. McStas
Ini adalah perangkat lunak simulasi jejak sinar neutron untuk Linux. Alat sumber terbuka ini digunakan dalam berbagai percobaan terkait hamburan neutron. Alat ini mendukung bahasa tingkat tinggi, dan inilah mengapa sangat mudah digunakan. Ini memiliki kompiler bawaan yang akan menerjemahkan instruksi Anda ke bahasa ANSI-C.
Fitur Utama McStas
- Ini berjalan cepat dan lancar di semua jenis perangkat.
- McStas mendukung fitur triple-axis dan instrumen waktu penerbangan.
- Menampilkan pustaka komponen yang sangat besar, termasuk sumber berdenyut dan stabil, monokromator/penganalisa, pemandu, kolimator, dll., untuk hamburan neutron.
- Ini menghasilkan histogram yang mudah dibaca dalam berbagai format.
4. Gurita
Gurita adalah alat Fisika yang sangat populer untuk Linux. Ini khusus digunakan untuk simulasi dinamika elektron-ion. Medan elektromagnetik yang digunakan untuk itu sepenuhnya bergantung pada waktu. Banyak properti statis yang dapat diperoleh dengan alat ini. Itu juga dapat menggunakan unit pemrosesan grafis (GPU) komputer melalui OpenCL dan CUDA.
Fitur Utama Gurita
- Ini berfungsi dalam mode 1D, 2D, dan 3D.
- Ini mendukung kondisi batas periodik dalam 1, 2, atau 3 arah.
- Octopus mendukung berbagai jenis respons linier dan non-linier, termasuk, melalui perambatan waktu, formulasi Marc Casida, formalisme respons linier Sterheimer, dll.
- Alat ini bekerja dengan presisi tunggal dan ganda.
5. Elmer
Yang ini adalah alat simulasi gratis yang digunakan di bidang Fisika. Itu dibuat oleh organisasi Finlandia. Elmer digunakan untuk mensimulasikan mekanika benda cair, mekanika struktur padat, pengangkutan panas, dll. Elmer menampilkan GUI modern yang dapat diprogram sesuai kebutuhan.
Fitur Utama Elmer
- Paket perangkat lunak ini berisi kumpulan besar pemecah masalah untuk berbagai masalah terkait fisika.
- Ini memiliki banyak koleksi metode numerik modern.
- Memiliki skema integrasi waktu untuk persamaan orde pertama dan kedua.
- Elmer menghadirkan metode solusi untuk masalah nilai eigen.
- Alat ini menyediakan pemecah BEM tanpa akselerasi multikutub.
6. Geant4
Geant4 awalnya singkatan dari GEometry And Tracking. Perangkat lunak fisika Linux ini digunakan untuk simulasi lintasan partikel melalui materi. CERN membantu dalam proses pengembangan rangkaian perangkat lunak ini. Ini mengimplementasikan pemrograman berorientasi objek untuk memecahkan masalah fisika. Selain fisika teoretis, alat ini banyak digunakan dalam ilmu kedokteran dan luar angkasa.
Fitur Utama Geant4
- Ini memiliki fasilitas untuk menangani geometri objek dengan baik.
- Tanggapan detektor direkam saat partikel melewatinya.
- Bahkan mendekati bagaimana pendeteksi sebenarnya akan merespons dalam kasus seperti itu.
- Ini menggunakan daya GPU komputer untuk visualisasi data menggunakan OpenGL.
- Geant4 memiliki penghasil angka acak yang kuat untuk berbagai tujuan.
7. CP2K
Ini adalah alat fisika solid-state sumber terbuka dan gratis untuk Linux. Bahkan populer untuk penelitian di bidang kimia dan biologi. Itu dapat melakukan simulasi kompleks dari berbagai keadaan masalah. Alat ini dapat menjalankan kalkulasi plane-wave atau Gaussian murni. CP2K adalah simulator ab-initio untuk dinamika molekuler.
Fitur Utama CP2K
- Penskalaan linier sistem molekuler menggunakan metode gelombang bernama ALMO-SCF, yang merupakan metode yang sangat nyaman.
- Memiliki fungsi hybrid XC hybrid dan double hybrid bawaan. Ia bahkan dapat memuat fungsi XC tambahan melalui pustaka LibXC.
- Alat ini mendukung gaya dan energi HF, MP2, dan DFT untuk memecahkan masalah kompleks.
8. Langkah
"Langkah" adalah perangkat lunak fisika berbasis simulator interaktif untuk Linux. Ini akan membantu Anda merasakan esensi fisika. Anda dapat membuat contoh adegan dengan objek yang berbeda dalam program ini. Kemudian Anda dapat mensimulasikan efek dari berbagai gaya, seperti gravitasi atau beban pegas, pada objek tersebut. Anda bahkan dapat membuat perubahan secara real-time saat sedang menyimulasikan efeknya.
Fitur Utama Langkah
- Dukungan untuk simulasi dua dimensi fenomena mekanis.
- Berbagai jenis generator gaya, termasuk gravitasi, beban pegas, partikel, dan gaya coulomb.
- Ini memiliki fitur pendeteksian tabrakan tingkat lanjut yang dibangun langsung ke dalam simulator.
- Step dapat mengonversi antar unit secara otomatis dan dapat melakukan penghitungan ekspresi.
- Ini mendukung penyelesaian persamaan hingga urutan ke-8, baik eksplisit maupun implisit.
- Alat ini dapat memvisualisasikan hasil melalui grafik, meteran, atau pelacak.
9. PYTHIA
Ini adalah alat fisika sumber terbuka untuk komputer berbasis Linux. PYTHIA digunakan untuk membuat beberapa acara berenergi tinggi untuk tujuan penelitian. Ini memiliki perpustakaan teori dan model bawaan untuk berbagai aspek fisika. Itu dapat mensimulasikan konsekuensi eksperimental dari model teoretis. Ini juga dapat digunakan untuk pengembangan strategi penelusuran dan interpretasi data eksperimen.
Fitur Utama PYTHIA
- Hal ini dapat menyimulasikan berbagai fenomena, termasuk fragmentasi, interaksi multiparton, distribusi Parton, dll.
- Meskipun meminjam banyak rumus, sebagian besar didasarkan pada penelitian asli.
- Alat ini juga mendukung program komputer pihak ketiga melalui antarmuka bawaan.
- Ia dapat menggunakan partikel elementer untuk menunjukkan tumbukan berenergi tinggi di antara mereka sendiri.
10. ASL- Perpustakaan Simulasi Lanjutan
Alat fisika sumber terbuka ini adalah platform simulasi multifisika. Itu juga mampu menghitung persamaan diferensial, terutama PDE yang kompleks. Meskipun mesin komputasi perangkat lunak fisika Linux ini ditulis dalam OpenCL, pengguna tidak perlu memiliki pengetahuan sebelumnya tentang OpenCL. Karena disembunyikan dengan baik di bawah beberapa kelas C++, ini memungkinkan siapa saja untuk berpindah dari desain dengan bantuan komputer ke simulasi secara langsung, yang mengurangi upaya pra-pemrosesan.
Fitur Utama ASL
- Ini dapat digunakan untuk menganalisis penginderaan virtual, operasi yang dipandu gambar, desain eksplorasi ruang angkasa, dll.
- ASL mendukung berbagai jenis metode numerik termasuk, Perbedaan Hingga, Lattice Boltzmann, Batas Immersed.
- Itu dapat mengimpor dan mengekspor file ke berbagai format dan mendukung berbagai program komputer populer.
- Ini memiliki pendekatan batas terbenam bebas mesh yang mendukung pengimporan file CAD secara langsung.
11. FastJet
FastJet adalah alat fisika sumber terbuka berbasis C++ untuk Linux. Ini menyediakan berbagai alat untuk menemukan dan menganalisis jet. Ini memiliki berbagai jenis algoritma jet yang dibangun langsung ke dalamnya. Selain itu, dapat memuat algoritme jet pihak ketiga tambahan melalui mekanisme pluginnya. Ini memberikan alat tambahan untuk menentukan area jet dan mengontrol tingkat kebisingan jet.
Fitur Utama FastJet
- FastJet memiliki beberapa algoritme jet bawaan, termasuk “Algoritma Cambridge/Aachen Jet”, “Longitudinally Invariant kt Algoritma Jet”, dan banyak lagi.
- Memiliki pengelola plugin tingkat lanjut untuk menginstal algoritme pihak ketiga.
- Ada MassDropTagger, CASubJetTagger, dll., untuk tujuan pemberian tag.
- Dukungan untuk estimasi dan pengurangan latar belakang menggunakan JetMedianBackgroundEstimator dan GridMedianBackgroundEstimator.
12. Pelacak
Ini adalah alat penganalisa video pemodelan cum yang dibangun dengan bahasa pemrograman Java. Meskipun dirancang untuk mahasiswa Fisika, ini sangat populer di kalangan profesional. Ini berfungsi sebagai perangkat lunak pengeditan video, tetapi dapat digunakan secara efektif di bidang fisika. Karena dalam berbagai eksperimen, Anda perlu menganalisis file video untuk mendapatkan hasil yang diinginkan.
Fitur Utama Pelacak
- Alat ini dapat mengurangi derau dalam video dan dapat menambahkan efek atau penyempurnaan khusus.
- Pengguna dapat menganalisis warna merah, hijau, dan biru dalam spektrum dan mendapatkan profil garis.
- Jika Anda bekerja dengan partikel berenergi tinggi, beberapa tampilan kerangka acuan tumbukan dan gerakan lainnya akan membantu Anda mendapatkan simulasi yang tepat.
- Ini mendukung berbagai format, termasuk mov, avi, Flv, mp4, WMV, dll.
- Pelacak dapat menyalin dan mencetak gambar bingkai video apa pun dari sudut mana pun untuk digunakan di lab dan dokumen lainnya.
13. CompHEP
CompHEP adalah alat fisika energi tinggi untuk komputer Linux. Paket perangkat lunak ini digunakan untuk perhitungan otomatis, yang terdiri dari program simbolik dan numerik. Pengguna dapat membuat model fisik baru menggunakan alat bernama LanHEP. Selain itu, proses yang dihitung oleh CompHEP dapat dihubungkan dengan PYTHIA dan HERWIG sebagai proses eksternal baru.
Fitur Utama CompHEP
- Program ini dapat menghasilkan diagram Feynman dan menampilkannya.
- Ini memiliki kalkulator simbolik bawaan yang dapat digunakan untuk menghitung ekspresi berdasarkan matriks kuadrat.
- CompHEP dapat menghasilkan kode C yang dioptimalkan untuk perhitungan numerik lebih lanjut.
- Alat ini dapat mengidentifikasi partikel keluar atau masuk dan dapat memilih proses yang sesuai.
14. LHAPDF
Ini adalah perangkat lunak fisika Linux yang populer untuk mengevaluasi PDF dari file data yang didiskritisasi. Pengguna dapat mengakses pustaka ini dengan menulis kode dalam C++. Ini juga mendukung bahasa Python dan Fortran sampai batas tertentu. Versi terbaru, LHAPDF6, telah mengatasi beberapa keterbatasan pendahulunya. Sekarang tidak ada batasan jumlah PDF bersamaan. Ini juga mendukung opsi untuk memuat satu file daripada seluruh rangkaian.
Fitur Utama LHAPDF
- Dukungan untuk mengimpor file data zip.
- Ini memungkinkan konten Parton melalui skema kode ID PDG, yang membuatnya menjadi proses yang lebih efisien.
- Alat ini menggunakan sistem metadata fleksibel yang memperbaiki banyak kesalahan metadata mendasar.
- Anda dapat menggunakan kode yang ada pada alat fisika sumber terbuka ini yang kompatibel dengan versi sebelumnya.
15. Pemecah Aliran Gerris
Alat ini merupakan simulator yang digunakan dalam mensimulasikan keadaan aliran suatu zat. Ia bahkan dapat menangani batas padat yang rumit secara sewenang-wenang secara otomatis. Perangkat lunak fisika Linux ini didukung oleh National Institute of Water and Atmospheric research dan Institut Jean le Rond d'Alembert. Gerris menggunakan teknik "batas tersemat" yang canggih untuk memecahkan masalah aliran.
Fitur Utama Gerris Flow Solver
- Fitur penyempurnaan mesh adaptif membantu menyesuaikan resolusi secara dinamis dengan fitur alur.
- Mendukung pelacak pasif tersebar dalam jumlah tak terbatas.
- Ia memiliki spesifikasi kondisi batas berorientasi objek yang fleksibel.
- Gerris Flow Solver dapat memecahkan persamaan Euler, Stokes, atau Navier-Stokes dengan kepadatan variabel yang tidak dapat dimampatkan yang bergantung waktu.
Pikiran Akhir
Tanpa bantuan program komputer, fisika modern tidak akan sampai sejauh ini. Alat-alat di atas sangat berguna dalam bidang fisika modern. Alat fisika untuk sistem Linux Anda ini sangat mampu menangani fenomena fisika energi tinggi. Pada akhirnya, penggunalah yang dapat memanfaatkan alat dengan sebaik-baiknya. Jadi, pilih perangkat lunak yang Anda inginkan dengan bijak dengan mencoba dan menguji berbagai opsi. Jika Anda memiliki alat fisika sumber terbuka favorit tertentu, Anda dapat memberi komentar di bawah untuk memberi tahu orang lain.