Debian Science Physics packages

ABINIT è un pacchetto il cui programma principale permette di trovare l'energia totale, la densità di carica e la struttura elettronica di sistemi fatti da elettroni e nuclei (molecole e solidi periodici) nella teoria del funzionale della densità (DFT), usando pseudopotenziali e basi a onda piana.

ABINIT include anche opzioni per ottimizzare la geometria secondo le forze e le sollecitazioni della DFT, o per eseguire simulazioni molecolari dinamiche usando tali forze, o per generare matrici dinamiche, cariche di Born effettive e tensori dielettrici. Gli stati eccitati possono essere calcolati nella teoria del funzionale della densità dipendente dal tempo (per le molecole), o nella teoria della perturbazione a molti corpi (l'approssimazione GW). In aggiunta al codice principale di ABINIT, sono forniti diversi programmi di utilità.

Questo pacchetto contiene gli eseguibili necessari per effettuare i calcoli (gli pseudopotenziali non sono tuttavia forniti). Per un insieme di pseudopotenziali installare il pacchetto abinit-data.

Axiom è utile per la ricerca e lo sviluppo di algoritmi matematici. Definisce una gerarchia di tipi, rigorosa e matematicamente corretta. Ha un linguaggio di programmazione ed un compilatore incorporato.

Axiom è stato sviluppato sin dal 1973 ed è stato venduto come prodotto commerciale. È stato rilasciato come software libero.

Sono in corso sforzi per estendere questo software per (a) sviluppare un'interfaccia utente migliore; (b) renderlo utile come strumento di insegnamento; (c) sviluppare un protocollo server per l'algebra; (d) integrare matematica aggiuntiva; (e) ricostruire l'algebra in uno stile di programmazione documentato; (f) integrare la programmazione logica; (g) sviluppare un Axiom Journal con contributi referenziati.

Questo pacchetto contiene il programma eseguibile principale e tutti i moduli di algebra precompilati e autocaricabili.

Cadabra è un sistema di algebra computazionale progettato specificamente per la soluzione di problemi che si incontrano nella teoria dei campi. Ha molte funzionalità per la semplificazione polinomiale di tensori tra le quali simmetrie multi-termine, fermioni e variabili anti-commutative, algebre di Clifford e trasformazioni di Fierz, dipendenza implicita delle coordinate, tipi ad indici multipli e molto altro. Il formato di input è un sottoinsieme di TeX.

CERNLIB è una serie di strumenti e librerie per l'analisi dati, pensati per l'uso negli esperimenti di fisica ma applicabili anche ad altri campi come ad esempio le scienze biologiche.

Questo metapacchetto fornisce quasi tutti i programmi e le librerie contenuti in CERNLIB. Probabilmente molti vorranno solo un sottoinsieme di questi. Alcuni programmi CERNLIB aggiuntivi, di scarso interesse per molti, possono essere ottenuti tramite il metapacchetto cernlib-extras.

CP2K è un programma per fare simulazioni di sistemi allo stato solido, liquido, sistemi molecolari e biologici. È espressamente pensato per metodi per strutture elettroniche massivamente paralleli e scalabili linearmente e per simulazioni di dinamica molecolare ab-initio (AIMD) allo stato dell'arte. Le sue caratteristiche comprendono:

CP2K è ottimizzato per il metodo misto GPW (gaussiane e onde piane) basato su pseudopotenziali, ma è in grado di eseguire anche i calcoli a tutti gli elettroni oppure puramente su onde piane/gaussiane. Le sue funzionalità includono:

Metodi della teoria della struttura elettronica ab-initio usando il modulo QUICKSTEP:

• energie e forze della teoria del funzionale della densità (DFT);
• energie e forze Hartree-Fock (HF);
• energie e forze della teoria della perturbazione di secondo ordine di Moeller-Plesset (MP2);
• energie RPA (Random Phase Approximation);
• fase gassosa e condizioni periodiche al contorno (PBC, Periodic Boundary Conditions);
• gli insiemi base includono vari orbitali di tipo gaussiano (GTO) standard, onde piane (PW) pseudopotenziali e un approccio misto gaussiano e con onde piane (aumentate) (GPW / GAPW);
• pseudo potenziali a norma conservata separabili GTH (Goedecker-Teter- Hutter) e NLCC (Non-Linear Core Corrected) o calcolo a tutti gli elettroni;
• pseudopotenziali (PP) incluso il PP a norma conservata separabile Goedecker-Teter-Hutter (GTH);
• funzionali XC di approssimazione della densità locale (LDA) inclusi SVWN3, SVWN5, PW92 e PADE;
• funzionali XC a gradiente corretto (GGA) inclusi BLYP, BP86, PW91, PBE e HCTH120, così come il funzionale XC meta-GCA TPSS;
• funzionali XC ibridi con scambio Hartree-Fock (HFX) esatto inclusi B3LYP, PBE0 e MCY3;
• funzionali XC doppio-ibrido XC inclusi B2PLYP e B2GPPLYP;
• funzionali XC aggiuntivi attraverso LibXC;
• correzioni di dispersione attraverso modelli di potenziale di coppia DFT-D2 e DFT-D3;
• correzioni van der Waals non locali per funzionali XC inclusi B88-vdW, PBE-vdW e B97X-D;
• correzione DFT+U (Hubbard);
• fitting della densità per DFT con Bloechl o DDAPC (Density Derived Atomic Point Charges), per HFX con metodi ADMM (Auxiliary Density Matrix Methods) e per MP2/RPA con RI (risoluzione all'identità);
• tecniche per matrici sparse e prescreening per calcolo di matrici Kohn-Sham (KS) per scalamento lineare;
• minimizzatore del campo autoconsistente (SCF) per trasformazioni di orbitale (OT) o inversione diretta del sottospazio iterativo (DIIS);
• metodo LRIGPW (Local Resolution-of-Identity Projector Augmented Wave);
• energie ALMO-SCF (Absolutely Localized Molecular Orbitals SCF) per scalamento lineare di sistemi molecolari;
• stati eccitati attraverso TDDFPT (teoria della perturbazione della funzione di densità dipendente dal tempo).

Dinamica molecolare ab-initio:

• dinamica molecolare Born-Oppenheimer (BOMD);
• dinamica molecolare Ehrenfest (EMD);
• estrapolazione PS di funzione d'onda iniziale;
• integratore ASPC (Always Stable Predictor-Corrector) reversibile nel tempo;
• dinamica molecolare approssimata Car-Parinello stile Langevin Born-Oppenheimer (dinamica molecolare Car-Parrinello di seconda generazione, SGCP).

Simulazioni miste quantistiche/classiche (QM/MM):

• approccio multigriglia in spazio reale per la valutazione delle interazioni di Coulomb tra la parte QM e quella MM;
• trattamento con accoppiamento elettrostatico con scalamento lineare delle condizioni periodiche al contorno;
• QM/MM adattivo.

Ulteriori funzionalità includono:

• calcoli di energie di singolo punto, ottimizzazioni geometriche e frequenze;
• svariati algoritmi per NEB (Nudged-Elastic Band) (B-NEB, IT-NEB, CI-NEB, D-NEB) per calcoli del percorso a energia minima (MEP);
• ottimizzazione globale delle geometrie;
• solvatazione con il modello SCCS (Solvation via the Self-Consistent Continuum);
• calcoli semi-empirici incluse le parametrizzazioni AM1, RM1, PM3, MNDO, MNDO-d, PNNL e PM6, DFTB (Density-Functional Tight-Binding) e SCP-TB (Self-Consistent Polarization Tight-Binding) con o senza condizioni periodiche al contorno;
• simulazioni di dinamica molecolare (MD) classica in insiemi microcanonici (NVE) o insiemi canonici (NVT) con campionamento Nose-Hover e canonico attraverso termostati a riscalamento di velocità (CSVR);
• metadinamiche inclusa la metadinamica ben-temperata per calcoli dell'energia libera;
• simulazioni classiche del campo di forza (MM);
• simulazioni KS-DFT Monte-Carlo (MC);
• proprietà statiche (es. spettri) e dinamiche (es. diffusione);
• codice ATOM per generazione di pseudopotenziali;
• ottimizzazione integrata dell'insieme di base molecolare.

CP2K non implementa la dinamica molecolare convenzionale di Car-Parrinello (CPMD).

DRAWxtl legge una descrizione base della struttura del cristallo, che include parametri della cella unitaria, gruppi spaziali, coordinate atomiche, parametri termici o mappa di Fourier e produce in output un oggetto geometrico che contiene poliedri, piani, coni di coppie di elettroni, sfere o ellissoidi, legami, contorni di Fourier di iso-superfici e legami delle celle unitarie.

Vengono prodotti quattro tipi di grafica:

• una finestra OpenGL per la visualizzazione immediata;
• un linguaggio di scena POV-RAY (Persistence of Vision Ray Tracer) per disegni di qualità tipografica;
• il VRML (Virtual Reality Modeling Language) per la diffusione in Internet;
• un rendering PostScript della finestra OpenGL per coloro che desiderano un output di alta qualità ma non hanno POV-RAY installato.

I formati di file che DRAWxtl può leggere includono CIF, FDAT, FullProf (pcr), GSAS, SCHAKAL, SHELX, DISCUS e WIEN2k.

La European Theoretical Spectroscopy Facility (ETSF) è una rete europea dedicata a fornire supporto e servizi per la ricerca in corso in laboratori universitari, governativi e industriali.

La ETSF è divisa in 7 traiettorie, ognuna delle quali si occupa di uno specifico argomento scientifico:

• ottica;
• spettroscopia di perdita di energia;
• trasporto quantistico;
• spettroscopia risolta nel tempo;
• spettroscopia di fotoemissione;
• spettroscopia vibrazionale;
• spettroscopia a raggi X.

Per permettere l'adozione delle sue raccomandazioni riguardanti la standardizzazione, la ETSF propone sia diverse librerie e diversi strumenti che implementano o usano queste specifiche, sia software di utilizzo più generale.

ETSF_IO è una libreria di routine F90 per leggere e scrivere il formato di file ETSF. Questo pacchetto contiene gli strumenti utente per:

• controllare la conformità dei file alle specifiche,
• estrarre dati dai file,
• unire file multipli da esecuzioni parallele, come previsto dalle specifiche.

FeynMF è un pacchetto LaTeX per disegnare facilmente diagrammi di Feynman di qualità professionale, illustrazioni che descrivono le interazioni fondamentali delle particelle subatomiche. I diagrammi possono essere creati usando il programma Metafont o MetaPost. FeynMF impagina la maggior parte dei diagrammi in maniera soddisfacente dalla struttura del grafo senza nessun bisogno di un intervento manuale. Tuttavia tutte le potenzialità di Metafont e MetaPost sono disponibili per casi più oscuri.

Notare che si avrà bisogno del pacchetto texlive-metapost per poter usare la versione di FeynMF basata su MetaPost.

Fityk è un programma flessibile e portabile per l'interpolazione non lineare di funzioni analitiche (in particolare per funzioni con picchi) e l'analisi dati (solitamente dati sperimentali). In altre parole, per l'analisi e la separazione di picchi non lineari.

È stato sviluppato per l'analisi di pattern di diffrazione, ma può anche essere usato in altri campi, poiché il concetto e le operazioni specifiche per la cristallografia sono separati dal resto del programma.

Fityk offre vari metodi di interpolazione non lineare, sottrazione di fondo, calibrazione di dati, posizionamento facilitato di picchi e variazione dei parametri del picco, automazione tramite script e molto altro. Il principale vantaggio del programma è la flessibilità: i parametri dei picchi possono essere arbitrariamente collegati con altri parametri, ad esempio la larghezza del picco può essere una variabile indipendente, può essere la stessa larghezza di un altro picco o un'espressione complicata relativa a tutti i picchi.

Per il materiale JavaScript nella documentazione è necessario libjs-sphinxdoc.

GEANT è una infrastruttura per simulare il passaggio di particelle subatomiche attraverso la materia, per esempio in rilevatori di particelle. Per la massima flessibilità, le simulazioni di GEANT sono effettuate facendo il link di codice FORTRAN fornito dall'utente con la libreria GEANT ed eseguendo l'eseguibile risultante.

Questo pacchetto contiene gxint, uno script che rende la fase di link più comoda.

Gerris è un sistema per risolvere le equazioni alle derivate parziali che descrivono flussi di fluidi.

Un breve riassunto delle principali caratteristiche (al momento):

• risolve le equazioni in funzione del tempo, per fluidi incomprimibili di densità variabile di Eulero, Stokes o Navier-Stokes;
• raffinamento adattivo delle mesh: la soluzione viene adattata dinamicamente alle caratteristiche del flusso;
• generazione completamente automatica delle mesh in geometrie complesse;
• secondo ordine nello spazio e nel tempo;
• numero illimitato dei tracciatori passivi in avvezioni/diffusioni;
• specifica flessibile di termini sorgenti aggiuntivi;
• gestione portabile parallela con l'uso della libreria MPI;
• schema dell'avvezione del volume di fluido per flussi di interfaccia.

Questo pacchetto ha integrata la gestione di MPI.

La libreria hkl è un'infrastruttura per calcolo di diffrazione e controllo del diffrattometro, pesantemente usata nel sincrotrone SOLEIL. Gestisce vari tipi di geometria del diffrattometro: Eulerian 4-circle, Eulerian 6-circle, kappa 4-circle, kappa 6-circle e geometria dell'asse z. Per ognuna di esse fornisce diversi modi calcolati numericamente, come bisettore e psi costante.

Questo pacchetto fornisce una GUI sopra alla libreria hkl.

Codice Python per la teoria del funzionale di densità (DFT) basato sul metodo PAW (Projector-Augmented Wave) e l'ambiente ASE (Atomic Simulation Environment). Usa i metodi delle griglie uniformi nello spazio reale e delle griglie multiple, funzioni base centrate sugli atomi o onde piane.

Gpiv è un'interfaccia grafica che utilizza le librerie GTK/GNOME per Particle Image Velocimetry (PIV). Il programma fornisce una vista generale per impostare rapidamente i parametri dei processi e permette di modificarli comodamente, esegue i processi individualmente o in cascata, visualizza i risultati. I processi che possono essere invocati da Gpiv sono:

elaborazione di immagini: manipolazioni di immagini tipiche che possono essere necessarie per le interrogazioni di PIV;

interrogazione di immagini, risultanti in estimatori delle posizioni delle particelle delle immagini;

validazione dei dati per testare sui contorni, effetto di peak-locking e velocità dei gradienti sull'area di interrogazione;

post-elaborazione dei dati: manipolazione dei dati, graduazione temporale e spaziale per ottenere un campo di velocità dai dati del PIV, calcolo delle medie speziali, dei vortici e della tensione.

Una raccolta di programmi per elaborare le immagini generate durante un esperimento PIV (velocimetria ad immagini di particelle), una tecnica per misurare quantitativamente il campo di velocità di un flusso mediante particelle "traccianti" che sono state preventivamente disperse nel fluido. Questa tecnica è anche usata per osservare deformazioni vicino alle superfici di corpi solidi. Il pacchetto contiene:

• un programma di elaborazione immagini con le tipiche routine di filtraggio e manipolazione che tornano utili in un esperimento PIV;
• un programma di interpretazione delle immagini che produce stime dello spostamento delle particelle;
• programmi di validazione per testare valori anomali (outlier), effetto peak-locking e gradienti di velocità;
• programmi di post-elaborazione per manipolare dati (ribaltare, ruotare, ecc.), scalare nello spazio e nel tempo, calcolare medie spaziali e grandezze derivate, come la vorticità e la deformazione;
• vari programmi e script per la conversione di formati, l'elaborazione in batch e in pipe (valutazione, validazione e post-elaborazione in un colpo solo), il calcolo di medie temporali a partire da una serie di dati provenienti da più esperimenti PIV, la visualizzazione e la manipolazione di dati.

Ogni programma inizia con "gpiv_".

Questo pacchetto contiene tutti i file usati da gpivtools e gpivtools-mpi, come le pagine di manuale.

Gwyddion è un programma modulare per la visualizzazione e l'analisi di dati ottenuti con microscopia a sonda a scansione (SPM, Scanning Probe Microscopy). È principalmente pensato per l'analisi di dati nel campo dell'altezza ottenuti con tecniche di microscopia quali:

• microscopia a forza atomica (AFM);
• microscopia a forza magnetica (MFM);
• microscopia a scansione per effetto tunnel (STM);
• microscopia ottica a scansione in campo prossimo (SNOM o NSOM) e altri. Tuttavia può essere usato per analisi di immagini e campi altezza arbitrari.

Questo pacchetto contiene l'applicazione principale ed i suoi moduli. Contiene anche un creatore di miniature per GNOME, e Xfce, che crea anteprime per tutti i tipi di file gestiti da Gwyddion.

Il sistema ROOT fornisce un insieme di infrastrutture OO con tutte le funzionalità necessarie per gestire ed analizzare in modo efficiente una grande mole di dati.

Questo pacchetto contiene i file di sviluppo per il plugin mlp per ROOT, fornisce un pacchetto per reti neurali per percettroni multilivello per ROOT.

Il sistema ROOT fornisce un insieme di infrastrutture OO con tutte le funzionalità necessarie per gestire ed analizzare in modo efficiente una grande mole di dati.

Questo pacchetto contiene i file di sviluppo della libreria Vmc per ROOT.

The ROOT system provides a set of OO frameworks with all the functionality needed to handle and analyze large amounts of data efficiently.

The Toolkit for Multivariate Analysis (TMVA) provides a ROOT-integrated environment for the parallel processing and evaluation of MVA techniques to discriminate signal from background samples. It presently includes (ranked by complexity):

• Rectangular cut optimisation
• Correlated likelihood estimator (PDE approach)
• Multi-dimensional likelihood estimator (PDE - range-search approach)
• Fisher (and Mahalanobis) discriminant
• H-Matrix (chi-squared) estimator
• Artificial Neural Network (two different implementations)
• Boosted Decision Trees

The TMVA package includes an implementation for each of these discrimination techniques, their training and testing (performance evaluation). In addition all these methods can be tested in parallel, and hence their performance on a particular data set may easily be compared.

This package provides development files of TMVA package for ROOT.

Maxima è un programma di calcolo totalmente simbolico. È completo di funzionalità poiché gestisce manipolazione simbolica di polinomi, matrici, funzioni razionali, integrali, metodi Todd-Coxeter per l'analisi dei gruppi finiti, grafici, calcoli in virgola mobile a precisione arbitraria. Comprende un debugger simbolico a livello di sorgente per il codice di maxima. Maxima è basato sull'originale Macsyma sviluppato al MIT negli anni Settanta. È piuttosto affidabile, è dotato di un buon garbage collector e non ha perdite di memoria. È fornito con centinaia di auto-test.

Questo pacchetto contiene l'eseguibile principale e i file di sistema di base.

Questo è un sistema open source, portabile ed estensibile per l'elaborazione e la modifica di mesh triangolari 3D non strutturate. Il sistema è orientato ad aiutare l'elaborazione dei tipici modelli non strutturati e non tanto piccoli che si incontrano nella scansione 3D, fornendo un insieme di strumenti per modificare, pulire, correggere, ispezionare, fare il rendering e convertire questo tipo di mesh.

MeshLab può leggere file in questi formati: PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, COLLADA e PTX. Può scrivere PLY, STL, OFF, OBJ, 3DS, COLLADA, VRML e DXF.

MPQC è un programma di chimica quantistica ab-initio. È specificamente progettato per elaborare molecole in modo altamente parallelo.

Può calcolare energie e gradienti per i seguenti metodi:

• Hartree-Fock (HF) closed shell e Hartree-Fock open shell ristretto;
• teoria del funzionale della densità (DFT);
• teoria perturbativa closed shell di Moeller-Plesset del secondo ordine (MP2).

In aggiunta può calcolare le energie per i seguenti metodi:

• teoria open shell MP2 e closed shell MP2 esplicitamente correlate (MP2-R12);
• teoria perturbativa open shell di secondo ordine (OPT2[2]);
• ZAPT2 (Z-averaged pertubation theory).

Include anche un ottimizzatore interno di coordinate geometriche.

MPQC è costruito sulla base del toolkit SC (Scientific Computing).

OpenCASCADE è una suite per lo sviluppo veloce di applicazioni, lo scambio di dati, la visualizzazione e la modellazione di superfici e solidi 3D. È una piattaforma eccellente per lo sviluppo di software di simulazione numerica che include applicazioni CAD/CAM/CAE, AEC e GIS, così come PDM.

Questo pacchetto è basato su OCE, OpenCASCADE Community Edition, che è mantenuta da una comunità di sviluppatori e non da OpenCASCADE SAS.

Questo pacchetto contiene la suite di test per DRAW.

OpenFOAM è il software CFD (dinamica dei fluidi al computer) libero e open source sviluppato principalmente da OpenCFD Ltd. a partire dal 2004. Ha una vasta base di utenti provenienti dalla maggior parte delle aree di ingegneria e scienze, da organizzazioni sia commerciali sia accademiche. OpenFOAM ha una gamma esaustiva di funzionalità per risolvere tutto, da flussi di fluidi complessi che comportano reazioni chimiche, turbolenza e trasferimento di calore ad acustica, meccanica dei solidi ed elettromagnetismo.

Questo pacchetto contiene i binari.

OpenMX (Open source package for Material eXplorer) è un pacchetto di programmi per simulazioni su materiali a nanoscala basato su teorie funzionali di densità (DFT), pseudopotenziali a norma conservata e funzioni di basi pseudo-atomiche localizzate. Dal momento che il codice è progettato per la realizzazione di calcoli ab initio su larga-scala su computer paralleli, si prevede che OpenMX possa essere uno strumento utile e potente per la scienza dei materiali a nano-scala in un'ampia varietà di sistemi come biomateriali, nanotubi di carbonio, materiali magnetici e conduttori a nano-scala.

OpticalRayTracer è un'applicazione che analizza sistemi di lenti e specchi. Usa principi ottici e un banco di prova ottico virtuale per predire il comportamento di molti tipi di lenti ordinarie e insolite, oltre a specchi piani e curvi. OpticalRayTracer include un'interfaccia avanzata e facile da usare che permette all'utente di riarrangiare la configurazione ottica spostando gli oggetti trascinandoli con il mouse.

OpticalRayTracer analizza completamente le proprietà ottiche delle lenti, inclusa la rifrazione e dispersione. La visualizzazione della dispersione utilizza raggi di luce codificati con colori per semplificare l'interpretazione dei risultati.

OpticalRayTracer permette la creazione di specchi, piani e curvi. Nella progettazione ottica moderna, gli specchi spesso producono risultati migliori delle lenti, per esempio in strumenti astronomici. Tali strumenti possono essere abbozzati nella postazione di lavoro virtuale di OpticalRayTracer.

CERNLIB è una suite di strumenti e librerie per l'analisi dati, pensati per l'uso in sperimentazioni di fisica ma applicabili anche ad altri campi come ad esempio le scienze biologiche.

PAW è un programma interattivo che fornisce strumenti per presentazioni grafiche interattive e per analisi matematiche e statistiche. È progettato per lavorare su oggetti familiari per i fisici, come istogrammi, file evento (n-tuple), vettori, ecc.

Il programma, per funzionare in modo corretto su architetture a 64 bit, include le librerie CERN statiche poiché il modo in cui è stato progettato non è totalmente compatibile con tale architettura.

CERNLIB è una suite di strumenti e librerie per l'analisi dati, pensati per l'uso in sperimentazioni fisiche ma applicabili anche ad altri campi come ad esempio le scienze biologiche.

Questo pacchetto include Paw++, un programma interattivo per l'uso nelle analisi e nelle presentazioni grafiche. Paw++ è lo stesso programma di PAW (nel pacchetto "paw"), ma con un'interfaccia grafica più gradevole, basata su Motif, compilata con Lesstif in Debian.

Il programma è staticamente collegato alle librerie CERN su architetture a 64 bit per poter funzionare correttamente, poiché il suo disegno non è propriamente un 64 bit pulito.

PSI3 è un programma di chimica quantistica ab-initio. È progettato specialmente per calcolare accuratamente le proprietà di molecole piccole o medie usando tecniche ad alta correlazione.

Può calcolare energie e gradienti con i seguenti metodi:

• Hartree-Fock closed shell e open shell ristretto (RHF/ROHF) (inclusi gli hessiani per RHF);
• teoria perturbativa di Møller-Plesset (MP2) per closed shell;
• Complete Active Space SCF (CASSCF);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni (CCSD);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni e triple eccitazioni perturbative (CCSD(T)) (solo con funzioni d'onda di riferimento non-ristrette (UHF)).

Inoltre può calcolare le energie con i seguenti metodi:

• Hartree-Fock open shell non ristretto (UHF);
• Teoria perturbativa di Møller-Plesset closed/open shell (MP2);
• Teoria MP2 correlata esplicitamente (MP2-R12) per closed shell e teoria MP2 scalata per componente di spin (SCS-MP2);
• Multireference configuration-interaction (MRCI);
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni e triple eccitazioni perturbative (CCSD(T));
• Coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni con approssimazione del secondo e terzo ordine (CC2/CC3);
• Multireference coupled-cluster con singole e doppie eccitazioni (MRCCSD);
• Equazione coupled-cluster del moto con singole e doppie eccitazioni closed shell e open shell ristretto (EOM-CCSD).

Le altre funzionalità:

• formato di input flessibile, modulare e personalizzabile;
• calcolo degli stati d'eccitamento con i metodi CC2/CC3, EOM-CCSD, CASSCF, MRCI e MRCCSD;
• ottimizzatore delle coordinate geometriche interne;
• calcoli delle frequenze armoniche;
• proprietà di un elettrone quali momento del dipolo/quadripolo, orbitali naturali, potenziale elettrostatico, costanti di accoppiamento iperfine
• densità di spin;
• utilizzo della simmetria molecolare punto-gruppo per aumentare l'efficienza.

PyFR is an open-source Python based framework for solving advection-diffusion type problems on streaming architectures using the Flux Reconstruction approach of Huynh. The framework is designed to solve a range of governing systems on mixed unstructured grids containing various element types. It is also designed to target a range of hardware platforms via use of an in-built domain specific language derived from the Mako templating engine.

This package provides the PyFR application.

PyMca è un insieme di applicazioni e librerie Python per l'analisi di spettri di fluorescenza a raggi X.

Le applicazioni incluse in questo pacchetto sono:

• edfviewer - visualizzazione e ispezione di file di dati in ESRF Data Format;
• elementsinfo - visualizza dati di raggi X specifici di un elemento;
• mca2edf - converte un file dal formato SPEC MCA a EDF;
• peakidentifier - visualizza picchi di fluorescenza a raggi X in un dato intervallo di energia;
• pymcabatch - fitting non interattivo di spettri;
• pymcapostbatch - post-elaborazione dei risultati del fitting non interattivo;
• pymca - analisi interattiva dei dati;
• pymcaroitool - strumento per immagini Region-of-interest (ROI).

Il toolkit PyMca può leggere file di dati nei formati SPEC, ESRF data file (EDF), OMNIC, HDF5, AIFIRA e SupaVisio.

Questi sono gli script del pacchetto.

DEAP (Distributed Evolutionary Algorithms in Python) è un'infrastruttura innovativa di calcolo evolutivo per prototipizzare e testare velocemente idee. Mira a rendere espliciti gli algoritmi e trasparenti le strutture dati. Funziona in perfetta armonia con meccanismi di parallelizzazione come il multiprocessing e SCOOP.

Questo pacchetto contiene i moduli per Python3.

SymPy è una libreria Python per matematica simbolica (manipolazione). Mira a diventare un CAS (Computer Algebra System, sistema di algebra al computer) completo pur mantenendo il codice il più semplice possibile allo scopo di essere comprensibile e facilmente estensibile. SymPy è scritto interamente in Python e non richiede alcuna libreria esterna, tranne opzionalmente per la gestione del disegno tecnico.

Questo pacchetto contiene la versione Python 3 di SymPy.

Quantum ESPRESSO (prima chiamato PWscf) è una suite integrata di sorgenti per calcoli di strutture elettroniche e modellazione di materiali alla nanoscala. È basato sulla teoria del funzionale densità, sulle onde piane e sui pseudopotenziali (sia a norma conservata, sia ultrasoft, sia PAW).

Tra le funzionalità vi sono:

• calcoli dello stato fondamentale e della struttura delle bande tramite sollecitazioni, forze ed energie totali autocoerenti di onde piane;
• pseudopotenziali a norma conservata e ultrasoft (Vanderbilt) separabili, PAW (Projector Augmented Waves);
• vari funzionali di scambio e correlazione, dalla LDA alle approssimazioni di gradiente generalizzato (PW91, PBE, B88-P86, BLYP) fino a funzionali meta-GGA, di scambio esatto (HF) e ibridi (PBE0, B3LYP, HSE);
• dinamica molecolare Car-Parrinello e Born-Oppenheimer;
• ottimizzazione strutturale che include stati di transizione e percorsi ad energia minima;
• magnetismo non collineare e accoppiamento spin-orbita;
• proprietà di risposta che includono frequenze di fononi e autovettori, cariche efficaci e tensori dielettrici, sezioni d'urto Raman ed infrarossi, spostamenti chimici EPR e NMR;
• proprietà spettroscopiche come l'eccitazione elettronica e le righe K ed L1 nello spettro di assorbimento ai raggi X (XAS, X-ray Absorption Spectra).

Il sistema ROOT fornisce un insieme di infrastrutture OO con tutte le funzionalità necessarie per gestire ed analizzare in modo efficiente una grande mole di dati.

Definiti i dati come un insieme di oggetti, vengono utilizzati metodi di memorizzazione specializzati per ottenere accesso diretto ai singoli attributi degli oggetti selezionati senza dover toccare tutto l'insieme dei dati. Sono inclusi metodi per disegnare istogrammi in 1, 2 e 3 dimensioni, approssimare curve, valutare funzioni, minimizzazioni, grafici e classi di visualizzazione le quali permettono di approntare facilmente un sistema di analisi che può interrogare ed elaborare i dati interattivamente o in modalità non interattiva.

Grazie all'interprete integrato CINT C++, il linguaggio dei comandi, il linguaggio degli script o delle macro ed il linguaggio di programmazione sono tutti C++. Eliminando il tempo necessario per la compilazione ed il link, l'interprete permette la prototipazione veloce delle macro. Fornisce anche un buon ambiente per l'apprendimento del C++. Se si necessita di maggiori prestazioni, le macro sviluppate interattivamente possono essere compilate utilizzando un compilatore C++.

Il sistema è stato progettato in modo che, su macchine MPP, su cluster di workstation o su PC ad alte prestazioni, possa interrogare le proprie basi di dati in parallelo. ROOT è un sistema aperto che può essere esteso dinamicamente tramite link a librerie esterne. Questo rende ROOT una piattaforma di spicco su cui sviluppare sistemi di acquisizione, simulazione ed analisi di dati.

Questo è un metapacchetto per assicurare l'installazione in un sistema di tutti i possibili pacchetti ROOT.

Debian-Electronics ora è un Debian Pure Blend separato e permette un controllo dettagliato degli argomenti da installare. Per facilitare la transizione, questo pacchetto installerà da Debian-Electronics tutte le attività relative all'utente.

Questo pacchetto installa i pacchetti Debian Science utili per il calcolo numerico. Il pacchetto fornisce un sistema di calcolo orientato ai vettori e di visualizzazione per il calcolo scientifico e l'analisi dei dati. Questi pacchetti sono simili ai sistemi commerciali come Matlab e IDL.

Siconos è un software scientifico open-source indirizzato principalmente alla modellazione e alla simulazione in C++ e Python di sistemi dinamici non-smooth:

• sistemi meccanici (rigidi o solidi) con contatto unilaterale e collisione e attrito di Coulomb (meccanica non-smooth, dinamica del contatto, dinamica dei sistemi a molti corpi o materiali granulari);
• circuiti elettrici con interruttori come circuiti elettrici con componenti lineari a tratti e ideali: convertitori di potenza, raddrizzatori, PLL (Phase-Locked Loop) o convertitori analogico-digitale;
• sistemi di controllo sliding mode;
• biologia (reti di regolazione genetica). Altre applicazioni si trovano in sistemi e controllo (sistemi ibridi, inclusioni differenziali, controllo ottimo con vincoli di stato), ottimizzazione (sistemi di complementarità e disuguaglianze variazionali), meccanica dei fluidi e computer grafica.

Questo pacchetto contiene lo strumento "siconos" che permette di compilare ed eseguire in un singolo comando programmi/script di Siconos.

Siconos è un software scientifico open-source indirizzato principalmente alla modellazione e alla simulazione in C++ e Python di sistemi dinamici non-smooth:

• sistemi meccanici (rigidi o solidi) con contatto unilaterale e collisione e attrito di Coulomb (meccanica non-smooth, dinamica del contatto, dinamica dei sistemi a molti corpi o materiali granulari);
• circuiti elettrici con interruttori come circuiti elettrici con componenti lineari a tratti e ideali: convertitori di potenza, raddrizzatori, PLL (Phase-Locked Loop) o convertitori analogico-digitale;
• sistemi di controllo sliding mode;
• biologia (reti di regolazione genetica). Altre applicazioni si trovano in sistemi e controllo (sistemi ibridi, inclusioni differenziali, controllo ottimo con vincoli di stato), ottimizzazione (sistemi di complementarità e disuguaglianze variazionali), meccanica dei fluidi e computer grafica.

Questo pacchetto contiene strumenti che permettono di eseguire, analizzare, manipolare, esportare e visualizzare l'output di simulazioni meccaniche.

Tessa è un software di simulazione in tre dimensioni per sistemi ottici con dimensioni confrontabili con la lunghezza d'onda; è basato sul metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (FDTD). È mirato soprattutto alla simulazioni di grandi strutture risonanti, ma può essere usato anche per studiare raggi che si propagano. Può simulare dielettrici e materiali assorbenti arbitrari e può essere usato su una postazione singola così come in cluster.

Tessa è ritenuto incredibilmente efficiente.

URL: http://alioth.debian.org/projects/tessa/

Tessa è un software di simulazione in tre dimensioni per sistemi ottici con dimensioni confrontabili con la lunghezza d'onda; è basato sul metodo delle differenze finite nel dominio del tempo (FDTD). È mirato soprattutto alla simulazioni di grandi strutture risonanti, ma può essere usato anche per studiare raggi che si propagano. Può simulare dielettrici e materiali assorbenti arbitrari e può essere usato su una postazione singola così come in cluster.

Questo pacchetto è compilato con il supporto per MPI.

URL: http://alioth.debian.org/projects/tessa/

Toulbar2 è uno strumento per ottimizzazione discreta esatta per modelli grafici come reti di funzioni di costo, campi casuali di Markov, problemi di soddisfazione di vincoli pesati e reti bayesiane.

V_Sim visualizza strutture atomiche come cristalli, bordi di granuli, molecole e così via; tanto in formato binario quanto in formato puro testo.

La resa è ottenuta in pseudo-3D con sfere (atomi) e frecce (spin). L'utente può interagire tramite molte funzioni per scegliere la visualizzazione, impostare i legami, disegnare piani di sezione, calcolare superfici da campi scalari, duplicare nodi, misurare la geometria... Inoltre V_Sim permette di esportare le visualizzazioni come immagini PNG, JPG, PDF (bitmap), SVG (schema) ed altri formati. Ci sono anche alcuni strumenti per colorare gli atomi secondo valori dati o per animare sullo schermo diversi file posizione.

Surface Evolver è un programma interattivo per la modellazione di superfici liquide plasmate da varie forze e vincoli.

Questo pacchetto fornisce varianti di evolver compilate con diversi formati di virgola mobile (precisione doppia, doppia lunga, quadrupla) ma senza gestione di X.

Surface Evolver è un programma interattivo per la modellazione di superfici liquide plasmate da varie forze e vincoli.

Questo pacchetto fornisce varianti di evolver compilate con diversi formati di virgola mobile (precisione doppia, doppia lunga, quadrupla) e con visualizzazione OpenGL/GLUT.

Fornisce alcuni codici (sorgenti ed eseguibili) di applicazioni come laplaciano con metodi cG e dG, Stokes, trasferimento di calore, meccanica dei solidi (statica e dinamica).

Feel++ è una libreria versatile per elementi finiti per risolvere equazioni differenziali alle derivate parziali.

Gestisce 1D, 2D e 3D.

Gestisce le seguenti entità basilari: simplessi (segmento, triangolo, tetraedro) e prodotti di simplessi (quadrangolo, esaedro).

Gestisce diversi insiemi di punti su queste entità basilari: punti equispaziati, punti di quadratura, punti di interpolazione (Gauss-Lobatto, Fekete, WarpBlend?).

Gestisce metodi di Galerkin continui e discontinui.

Gestisce diversi insiemi polinomiali:

• Lagrange (continuo, discontinuo, tutte le dimensioni, tutti gli insiemi di punti di interpolazione);

• Dubiner (discontinuo), confini adattati (continuo);

• Legendre (discontinuo), confini adattati (continuo).

Fornisce concetti matematici per astrazioni di ordine superiore (spazi di funzioni ed elementi associati, forme e operatori).

Fornisce un linguaggio inglobato nel C++ per formulazioni variazionali, proiezione e integrazione numerica.

OpenCTM, il formato di file Open Compressed Triangle Mesh, è un formato di file, una libreria software e un insieme di strumenti per comprimere griglie di triangoli 3D. La geometria è compressa a una frazione dei formati di file paragonabili e il formato è facilmente accessibile attraverso un'API semplice e portabile.

Questo pacchetto contiene i programmi ctmconv e ctmview, usati per convertire e visualizzare file OpenCTM.

CERNLIB è una suite di strumenti e librerie per l'analisi dati, pensati per l'uso in sperimentazioni fisiche ma applicabili anche ad altri campi come ad esempio le scienze biologiche.

Questo pacchetto include script d'esempio da usare con PAW o Paw++ e script test per assicurarsi che i programmi PAW o Paw++ funzionino correttamente. Si possono eseguire gli esempi e i test con il programma incluso paw-demos.

Questo metapacchetto installa i pacchetti Debian Science relativi alla matematica. Chi installa questo pacchetto potrebbe essere interessato al debtag field::mathematics e, in base alle proprie esigenze, al metapacchetto education-mathematics.

Questo metapacchetto fa parte del Debian Pure Blend "Debian Science" e installa pacchetti relativi alla statistica. Questa è un'attività generica che può essere utile per qualsiasi lavoro scientifico. Dipende da moltissimi pacchetti R, oltre che da alcuni altri strumenti che sono utili per fare statistiche. Inoltre è suggerita l'attività Debian Science per la matematica per installare, in modo opzionale, tutto il software relativo alla matematica.

FDMNES calculates the spectra of different spectroscopies related to the real or virtual absorption of x-ray in material. It gives the absorption cross sections of photons around the ionization edge, that is in the energy range of XANES in the EXAFS. The calculation is performed with all conditions of rectilinear or circular polarization. In the same way, it calculates the structure factors and intensities of anomalous or resonant diffraction spectra (DAFS or RXD). FDMNES also allows the comparison of the simulated spectra to experimental ones with the help of objective criteria.

Geant4 is a toolkit for the simulation of the passage of particles through matter. Its areas of application include high energy, nuclear and accelerator physics, as well as studies in medical and space science.

This is a metapackage depending on all libraries.

Octaviz is a visualization system for Octave. It is a wrapper that makes all VTK classes accessible from within Octave using the same object-oriented syntax as in C++ or Python. Octaviz also provides high-level functions for 2D and 3D visualization. Using those functions, most common visualization tasks (3D surface plots, contour plots etc) can be accomplished without any knowledge about VTK.

BLZPACK (for Block LancZos PACKage, release 04/00) is a standard Fortran 77 implementation of the block Lanczos algorithm intended for the solution of the standard eigenvalue problem Ax=µx or the generalized eigenvalue problem Ax=µBx, where A and B are real, sparse symmetric matrices, µ an eigenvalue and x an eigenvector.

The development of this eigensolver was motivated by the need to solve large, sparse, generalized problems from free vibration analyses in structural engineering. Several upgrades were performed afterwards aiming at the solution of eigenvalues problems from a wider range of applications.

Documentation: user's guide, technical report and comprehensive bibliography.

Install this package if you need to compile or link against BLZPACK.

The CLHEP package is a set of High Energy Physics specific foundation and utility classes such as random generators, physics vectors, geometry and linear algebra.

GATE incorporates the Geant4 libraries in a modular, versatile, and scripted simulation toolkit which is adapted to the field of nuclear medicine both in PET (Positron Emission Tomography) and SPECT (Single Photon Emission Computer Tomography). It allows the accurate description of time-dependent phenomena such as source or detector movement and source decay kinetics. The ability to synchronize all time-dependent components allows a coherent description of the acquisition process. It makes it possible to perform realistic simulations of data acquisitions in time.

ESPResSo is a highly versatile software package for the scientific simulation and analysis of coarse-grained atomistic or bead-spring models as they are used in soft matter research, with emphasis on charged systems.

JFreeMesh is a 3D mesh library written in Java and providing a high level API for mesh manipulation. JFreeMesh is based on a descending mesh data structure but simulate a full connectivity mesh by providing optimized method to access to any upper mesh element by using the global mesh methods. Therefore,

 JFreeMesh allows to load a large amount of mesh elements for a small memory
foot print. JFreeMesh comes with a default mesh loader based on the GMSH file

format and provides, through the JFreeMesh-VTK package, an exporter to VTK.

JSPIS stands for Spacecraft Plasma Interaction System. SPIS project aims at developing a software toolkit for spacecraft-plasma interactions modelling.