♂️ ⛄️ 🍜 Comment nous avons pompé le logo de la conférence avec SciArt 👨🏻‍🌾 🍨 👨🏿‍🍳

L'année dernière (2020), dans le cadre de la pandémie, nous avons organisé une conférence scientifique en ligne sur la chimie computationnelle , et nous avons créé un logo pour cela, ce qui était, pour le moins, moyen. Ci-dessous la coupe est une histoire sur la façon dont nous l'avons pompé pour la conférence de cette année (2021) en utilisant une petite quantité de mécanique quantique, la méthode de Monte Carlo, Python et Gnuplot.

Un peu de contexte

2020, le coronavirus prend de l'ampleur, des restrictions sont imposées, et pour maintenir le niveau de discussion scientifique, améliorer la coopération scientifique entre les scientifiques russophones dispersés dans le monde, et pour tout le reste, nous avons organisé un mini-symposium sur chimie computationnelle en ligne .

Mais qu'est-ce qu'une conférence sans logo? Et après avoir rassemblé en un poing toutes les possibilités artistiques (du mot «mauvais») du comité d'organisation de la conférence, un logo a été créé dans Inkscape :

Le logo original que nous avons réalisé avec Inkscape et Jmol + Gimp (pour dessiner des fullerènes).

. , d- . - Firefly, , , , . , . : ψ, , . , . to Pimp My ~~Ride~~ Logo.

, 2020 , -. . , - ?

. :

- ψ ( ), (x,y,z)=r. . r₀, r₁, r₂, ..., r_N, N - . ψ_n=ψ(r_n). , Python :

r_n r_trial, (x_n,y_n,z_n) r_n -δ +δ, δ — , ,
p_acc = |ψ_trial|²/|ψ_n|², q 0 1, p_acc q: p_acc<q, (r_n₊₁=r_n), , (r_n₊₁=r_trial),
, , -0.1⋅δ +0.1⋅δ.

, , . 10% , , , . .

. d- :

$\ psi (x, y, z) = x \ cdot y \ cdot \ exp (-r)$

r — r, , . , . , , :

$\ psi (x, y, z) = (0,05 \ cdot y ^ 3 + 0,9 \ cdot x \ cdot y) \ cdot \ exp (-r)$

, , .

Python

import numpy as np
import random as rnd

DXYZ = 4.0
dxyz = 0.1*DXYZ

def getWFN(R, a=0.05, b=0.9, R0=1.0):
    return (a*(R[1])**3 + b*R[0]*R[1])*np.exp(-np.sqrt(np.dot(R,R))/R0)

Npts = 40000
N2ignore = Npts/10

outf = open("wfn.dat", "w")
outfp = open("wfn_pos.dat", "w")
outfn = open("wfn_neg.dat", "w")

genNewXYZ = lambda xyz, shift: xyz + np.array([rnd.uniform(-shift,shift) for q in range(0,3)])

XYZ = np.array([1.0,1.0,0.0])
Psi = getWFN(XYZ, DXYZ)

for i in range(0,Npts):
    trialXYZ = genNewXYZ(XYZ, DXYZ)
    trialPsi = getWFN(trialXYZ)
    if i % N2ignore == 0:
        print("step #%i" % (i))

    Ptrial = rnd.random()
    Ptest = trialPsi**2/Psi**2

    Accepted = False
    if Ptrial < Ptest:
        Psi = trialPsi
        XYZ = trialXYZ
        Accepted = True

    if i>N2ignore:
        r2save = XYZ
        if not Accepted:
            r2save = genNewXYZ(XYZ, dxyz)
        outf.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))
        if Psi > 0.0:
            outfp.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))
        else:
            outfn.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))

$\ psi (x, y, z) = \ begin {cas} (y ^ 3 + 0,5 \ cdot y) \ cdot \ exp \ left (- \ frac {| x |} {0,2} - \ frac {| y | } {0,5} - \ frac {| z |} {0,2} \ right) \, \ y <0 \\ 0, \ y \ geq 0 \ end {cases}$

Python

import numpy as np
import random as rnd

DXYZ = 0.5
dxyz = 0.1*DXYZ

def getWFN(R, a=1.0, b=0.5, X0=0.2, Y0=0.5, Z0=0.2):
    if R[1]<0.:
        return (a*(R[1])**3 + b*R[1])*np.exp(-np.abs(R[0])/X0 - np.abs(R[1])/Y0 - np.abs(R[2])/Z0)
    else: 
        return 0.0

Npts = 20000
N2ignore = Npts/10

outf = open("body.dat", "w")

genNewXYZ = lambda xyz, shift: xyz + np.array([rnd.uniform(-shift,shift) for q in range(0,3)])

XYZ = np.array([0.0,-0.2,0.0])
Psi = getWFN(XYZ, DXYZ)

for i in range(0,Npts):
    trialXYZ = genNewXYZ(XYZ, DXYZ)
    trialPsi = getWFN(trialXYZ)
    if i % N2ignore == 0:
        print("step #%i" % (i))

    Ptrial = rnd.random()
    Ptest = trialPsi**2/Psi**2

    Accepted = False
    if Ptrial < Ptest:
        Psi = trialPsi
        XYZ = trialXYZ
        Accepted = True

    if i>N2ignore:
        r2save = XYZ
        if not Accepted:
            r2save = genNewXYZ(XYZ, dxyz)

        outf.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))

, s-:

$\ psi (x, y, z) = \ exp \ left (- \ frac {| x |} {0,3} - \ frac {| y |} {0,5} - \ frac {| z |} {0,3} \ right )$

Python

import numpy as np
import random as rnd

DXYZ = 0.9
dxyz = 0.1*DXYZ

def getWFN(R, a=1.0, b=0.5, X0=0.3, Y0=0.5, Z0=0.3):
    return np.exp(-np.abs(R[0])/X0 - np.abs(R[1])/Y0 - np.abs(R[2])/Z0)

Npts = 10000
N2ignore = Npts/10

outf = open("head.dat", "w")

genNewXYZ = lambda xyz, shift: xyz + np.array([rnd.uniform(-shift,shift) for q in range(0,3)])

XYZ = np.array([0.0,-0.2,0.0])
Psi = getWFN(XYZ, DXYZ)

for i in range(0,Npts):
    trialXYZ = genNewXYZ(XYZ, DXYZ)
    trialPsi = getWFN(trialXYZ)
    if i % N2ignore == 0:
        print("step #%i" % (i))

    Ptrial = rnd.random()
    Ptest = trialPsi**2/Psi**2

    Accepted = False
    if Ptrial < Ptest:
        Psi = trialPsi
        XYZ = trialXYZ
        Accepted = True

    if i>N2ignore:
        r2save = XYZ
        if not Accepted:
            r2save = genNewXYZ(XYZ, dxyz)

        outf.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))

, , :

$\ psi (x, y, z) = \ begin {cas} (y ^ 3 + 0,5 \ cdot y) \ cdot \ exp \ left (- \ frac {| x |} {0,4} - \ frac {| y | } {0,68} - \ frac {| z |} {0,3} \ right) \, \ y <0 \\ 0, \ y \ geq 0 \ end {cases}$

Python

import numpy as np
import random as rnd

DXYZ = 0.9
dxyz = 0.1*DXYZ

def getWFN(R, a=1.0, b=0.5, X0=0.4, Y0=0.68, Z0=0.3):
    if R[1]<0.:
        return (a*(R[1])**3 + b*R[1])*np.exp(-np.abs(R[0])/X0 - np.abs(R[1])/Y0 - np.abs(R[2])/Z0)
    else: 
        return 0.0

Npts = 1000
N2ignore = Npts/10

outf = open("body_fire.dat", "w")

genNewXYZ = lambda xyz, shift: xyz + np.array([rnd.uniform(-shift,shift) for q in range(0,3)])

XYZ = np.array([0.0,-0.2,0.0])
Psi = getWFN(XYZ, DXYZ)

for i in range(0,Npts):
    trialXYZ = genNewXYZ(XYZ, DXYZ)
    trialPsi = getWFN(trialXYZ)
    if i % N2ignore == 0:
        print("step #%i" % (i))

    Ptrial = rnd.random()
    Ptest = trialPsi**2/Psi**2

    Accepted = False
    if Ptrial < Ptest:
        Psi = trialPsi
        XYZ = trialXYZ
        Accepted = True

    if i>N2ignore:
        r2save = XYZ
        if not Accepted:
            r2save = genNewXYZ(XYZ, dxyz)

        outf.write(" %15.10f %15.10f %15.10f %15.5e\n" % tuple(list(r2save)+[Psi]))

(x_n, y_n, z_n, ψ_n) n=0,1,2,..., . Gnuplot multiplot. (set view map). , : https://github.com/Gnuplotting/gnuplot-palettes.

inferno, — ylrd, . - : plasma, parula, — prgn.

Plasma — , - , . Parula , , ... , , , . prgn, : , , . Inkscape .

Gnuplot

#set terminal pngcairo size 1500,1500   transparent 
set terminal pngcairo size 1500,1500  background rgb '#080045' 
set output "ff_v2.png" 

set multiplot

set view map 
set size ratio 1

unset colorbox
unset border
unset key
unset xtics
unset ytics

XMax = 7.

set xrange [-XMax:XMax]
set yrange [-XMax:XMax]

set pm3d depthorder hidden3d 1
set hidden3d

set style fill  transparent solid 0.35 noborder
set style circle radius 0.02

load 'prgn.pal'

#load 'plasma.pal'
#load 'parula.pal'
splot 'wfn_pos.dat' u 2:1:3:4 w p pt 7 ps 2 lc palette


splot 'wfn_neg.dat' u 2:1:3:4 w p pt 7 ps 2 lc palette
      
load 'inferno.pal'
splot 'body.dat' u 1:2:3:4 w l lc palette
      
splot 'head.dat' u 1:2:3:4 w l lc palette

load 'ylrd.pal'
splot 'body_fire.dat' u 1:2:3:(-$4)  w l lw 3 lc palette

— (. ): , , . :)

P.S.

, - , . , , YouTube .

Comment nous avons pompé le logo de la conférence avec SciArt

Un peu de contexte

P.S.

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