Numerical simulations and spectroscopy

Université Bordeaux 1, UMR CNRS 5255, ISM, Groupe Spectroscopie Moléculaire, 351 cours de la Libération, 33405 Talence Cedex, France

Abstract

Spectroscopy is the usual tool for analysing dynamic properties of molecular systems at equilibrium. First linear response theory and the fluctuation theorem are introduced here with the example of the Langevin equation describing the Brownian motion. The statistical mechanics concepts issued from this elementary introduction emphasize the links between numerical simulations and spectroscopy. In the second part of this paper we introduce neutron scattering spectroscopy for non-magnetic materials. In particular we discuss on the correlation functions that can be obtained using this technique.

Résumé

La spectroscopie est le moyen d’analyse privilégié pour étudier la dynamique de systems moléculaires à l’équilibre thermodynamique. Nous introduisons ici la théorie de la réponse linéaire et le théorème de fluctuation-dissipation à travers l’exemple simple de l’équation de Langevin décrivant le mouvement Brownien. Les concepts de mécanique statistique qui se dégagent de l’approche de Langevin mettent en valeur les liens profonds qui lient la modélisation numérique et la spectroscopie. Finalement nous présentons brièvement les fonctions de corrélation accessibles en spectroscopie de diffusion neutronique pour des matériaux non magnétiques.