PIC シミュレーション

20世紀の物理は主として理論と実験だったが，世紀末からこのかた　ふたつの間にシミュレーションが加わった．シミュレーションで納得がいく結果が出て，はじめて金をかけて実験する運びとなる．

しばらく前から，金属にごく小さくて高密度の光速電子塊 (バンチ) が入ったときに何が起きるかの計算をやっていたが，巨視的な解析では限界がある．そこで電子一個ずつの挙動を時間的に追いかけるシミュレーションを...と思ってはいたのだが，CもFORTRANもわが脳みそからは蒸発してしまった．なにかちょんぼな方策はない? と分子研のA達氏に相談したら，市販のシミュレーションコードを紹介してくれた．市販品とはいえ，お試し期間30日は使用が只． この間に計算してしまえ! というわけ．持つべきは卒業生である．

このコードはカリフォルニア大バークレーで使っていたもので，もともとはプラズマ加速，すなわちプラズマ中に波を作り，その波の電磁ポテンシャルで電子を加速する物理の研究用．コードのマニュアルには，電子バンチがプラズマ波を作ると，バンチの先頭あたりの電子は草臥れてエネルギーを失うが，尻尾あたりの電子は逆にエネルギーを得るという現象を解析するための使用例があった．このコードの本来の目的は　いかにエネルギーを得るか，だが，これを，いかにエネルギーを失うかを観測するために使用することにして，ここ二週間ほどは時間をつぶしている．

失われたエネルギーを産業科学でいかに有効利用するかが，わが大阪大学産業科学研究所の研究テーマだが，そこは別に考えることにする．それとは別に，いろいろ間尺に合わないところあるが，とりあえずあきらめる．自分で leapfrog だの moving frame だのとやっていたら寿命がつきてしまいそうだが，このコードならパラメータを入れ替えれば良いのだから．

このアニメはバンチが金属に入ったときの電場生成の計算結果の一部．
このコードは OOPIC Pro という．「ウーピック」とでもいうのだろうか．