Universidad de Barcelona

Máster de Modelización Computacional Atomística y Multiescala en Física, Química y Bioquímica

Objetivos y competencias

Objetivos

El objetivo del máster interuniversitario de Modelización Computacional Atomística y Multiescala en Física, Química y Bioquímica es dar al estudiante las herramientas para modelizar sistemas, propiedades y procesos de interés químico, físico o bioquímico, en los que sean relevantes la estructura y las propiedades de la materia a escala atómica o molecular. Estos sistemas engloban problemas a varias escalas de tamaño o de tiempo, que van desde la escala atómica a la mesoescala.

Con este fin, se pretende que los alumnos adquieran los conocimientos mecanocuánticos y de estadística necesarios para comprender las diferentes familias de métodos y aproximaciones disponibles según la escala espaciotemporal. Igualmente, en el máster se realizan sesiones prácticas para conseguir que el alumnado se familiarice con la aplicación práctica de estas técnicas (utilizando paquetes informáticos estándar o desarrollando aplicaciones específicas) y con las herramientas informáticas y de programación necesarias para desarrollarlas.

Como objetivo final, los estudiantes del máster deben adquirir la formación necesaria para trabajar en centros de investigación avanzada de I+D+I, tanto en el sector público como en el privado.

Competencias

  • Capacidad para presentar oralmente (en público) y por escrito el trabajo desarrollado, en las tres lenguas del máster.
  • Capacidad para consultar y comprender la bibliografía científica y las bases de datos y para analizar documentos científico-técnicos en inglés.
  • Capacidad para trabajar de manera coordinada en la preparación y el desarrollo de un proyecto.
  • Capacidad para aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución.
  • Capacidad para analizar, sintetizar y adquirir perspectivas globales, y para aplicar los conocimientos a casos prácticos.
  • Capacidad para trabajar en los entornos informáticos del ámbito de la supercomputación que se emplean en aplicaciones de modelización atomística y multiescala.
  • Capacidad para escribir programas en lenguajes de programación de alto nivel y para conocer los conceptos básicos de paralelización y optimización de programas.
  • Capacidad para escribir scripts para llevar a cabo tareas complejas que involucren diferentes programas y órdenes del sistema operativo.
  • Capacidad para comprender los fundamentos matemáticos de los métodos de modelización más habituales y su implementación numérica computacional.
  • Capacidad para comprender las diferentes escalas de tiempo y longitud en la naturaleza y los formalismos físico-matemáticos que se aplican en cada una.
  • Capacidad para comprender las leyes físicas que rigen el comportamiento de los sistemas fisicoquímicos relevantes en condiciones de equilibrio (sólidos, fluidos, disoluciones, superficies, interfaces, macromoléculas, coloides, biopolímeros, nanopartículas, etc.).
  • Capacidad para comprender las leyes físicas que rigen el comportamiento de sistemas fuera del equilibrio (procesos de relajación, fenómenos de transporte, reactividad química, procesos de reacción-difusión, cambios de fase en sistemas fisicoquímicos y bioquímicos, procesos metabólicos, transducción de señales, etc.).
  • Capacidad para evaluar y seleccionar las escalas de tiempo y longitud de un material, fenómeno físico o químico o sistema complejo que se quiera modelizar.
  • Capacidad para evaluar y seleccionar cuáles son las mejores técnicas de modelización o simulación para describir un material, fenómeno físico o químico o sistema complejo que se quiera modelizar en función de su escala espacio.
  • Capacidad para comprender los límites computacionales de aplicación de cada metodología estudiada y para discernir qué aproximación es la más apropiada para cada caso real de estudio.
  • Capacidad para utilizar diferentes paquetes informáticos con el objetivo de estudiar la estructura electrónica y las propiedades de transporte y reactividad química de moléculas y sólidos.
  • Capacidad para utilizar diferentes paquetes informáticos para estudiar la estructura y propiedades de sólidos, fluidos, disoluciones, macromoléculas, biopolímeros, superficies, nanopartículas, interfaces y coloides.
  • Capacidad para usar los paquetes informáticos disponibles que permiten aplicar técnicas de modelización molecular estándar.
  • Capacidad para comprender los fundamentos de las técnicas de simulación basadas en campos de fuerza y de las técnicas de simulación multiescala basadas en modelos coarse-graining.