Le simulazioni al computer vengono utilizzate per comprendere le proprietà della materia soffice, come liquidi, polimeri e biomolecole come il DNA, troppo complicati per essere descritti con equazioni. Spesso sono troppo costosi da simulare completamente, data l'intensa potenza di calcolo richiesta. Anziché, una strategia utile è quella di accoppiare un modello accurato, applicato nelle aree del sistema che richiedono maggiore attenzione, con un modello più semplice, modello idealizzato.

In un recente articolo pubblicato su EPJ MI , Maziar Heidari, dell'Istituto Max Planck per la ricerca sui polimeri, Magonza, Germania e colleghi fanno coincidere perfettamente il modello accurato in alta risoluzione con una rappresentazione esattamente risolvibile a risoluzione inferiore.

L'ideale, modello più semplice è una sorta di rappresentazione nuda di atomi o molecole, che non interagiscono tra loro. Precedenti studi hanno applicato questa strategia ai liquidi, ma in questo studio gli autori lo applicano per la prima volta ad un solido modello accoppiato ad un cristallo ideale, in cui gli atomi hanno movimenti ristretti e non interagiscono, soprannominato cristallo di Einstein. Il team è stato in grado di calcolare le sue proprietà termodinamiche, ad es. temperatura ed energia libera, a un costo computazionale ridotto.

In questo tipo di simulazione, chiamate simulazioni di risoluzione adattativa, la risoluzione di una molecola dipende dalla sua posizione nello spazio. Nella regione di transizione tra le due risoluzioni, le molecole si adattano a un modello o all'altro. Questo è un modo efficiente per calcolare le caratteristiche termodinamiche rilevanti del solido reale scomponendole in un contributo ideale - dal modello semplificato - e un altro termine, specifico per il particolare sistema. La metodologia combina la semplicità dei modelli ideali con l'accuratezza chimica delle rappresentazioni realistiche.