'''MDANSE''' (Análisis de dinámica molecular para neutrones
Scattering Experiments) es un software gratuito y de código abierto
Python (lenguaje de programación)|Paquete de software Python
para analizar trayectorias de dinámica molecular (MD) y
calcular observables que se pueden comparar directamente con
Experimentos de dispersión de neutrones.
Es el sucesor de '''nMOLDYN''', desarrollado a partir de
1995 a 2022.
== Historia ==
=== MOLDYN (1983) ===
MOLDYN es un programa FORTRAN 77 de D. J. Craik,
S. Kumar y D. E. Levy, publicado en 1983, para
Computación de espectroscopía de RMN|Relajación de espín de RMN
parámetros de dinámica molecular
modelos.
Su operación principal: evaluar el tiempo
funciones de correlación de trayectorias MD y
comparándolos con datos espectroscópicos: establecido
la plantilla que luego aplicaron nMOLDYN y MDANSE
a la dispersión de neutrones.
=== nMOLDYN (1995–2022) ===
nMOLDYN fue creado por Gérald Kneller, Volker Keiner,
Meinhard Kneller y Matthias Schiller en el
CNRS Centro de Biofísica Moléculaire de Orleans,
Francia, publicado por primera vez en 1995.
El nombre agrega el prefijo "n" (para neutrones) a MOLDYN.
El programa proporcionó un shell interactivo para la informática
Funciones de correlación temporal orientadas a la dispersión de neutrones
a partir de trayectorias MD, utilizando la transformada rápida de Fourier|FFT
algoritmos en todas partes.
En 2003, Tomasz Róg, Krzysztof Murzyn, Konrad Hinsen y
Gérald Kneller reescribió nMOLDYN en
Python (lenguaje de programación)|Python, ampliando
su alcance y agregar una interfaz gráfica de usuario
(GUI).
Esta versión se basó en la de Hinsen
Kit de herramientas de modelado molecular (MMTK) para trayectoria
manejo y almacenamiento de datos en formato NetCDF.
En 2012, Hinsen, Éric Pellegrini, Sławomir Stachura y
Kneller lanzó nMoldyn 3, que introdujo la agricultura de tareas
paralelización para escritorios multinúcleo y memoria distribuida
clústeres.
El lanzamiento final de nMOLDYN 3, versión 3.0.12,
apareció en agosto de 2022; el proyecto ya esta en
Estado de sólo mantenimiento, todavía disponible en
GitHub.
Debido a su dependencia de Python 2 y MMTK
biblioteca,
no intentó portar nMOLDYN a Python 3 sus autores originales.
=== MDANSE (2017-presente) ===
MDANSE surgió de nMOLDYN en el
Institut Laue-Langevin (ILL) en Grenoble, Francia.
Gaël Goret, Bachir Aoun y Éric Pellegrini publicaron la primera descripción
en 2017.
El desarrollo pasó entonces a la
Fuente de neutrones y muones de ISIS (STFC, Reino Unido),
que mantiene el proyecto conjuntamente con el ILL.
Las versiones hasta la 1.5.2 (abril de 2021) estaban basadas en Python 2.
Se lanzó una reescritura importante dirigida a Python 3 como
MDANSE 2.0.0 en abril de 2024.
== Características ==
MDANSE acepta trayectorias MD de una amplia gama de
códigos de simulación, incluyendo
GROMACS, LÁMPARAS, CASTEP, VASP, CP2K,
DL_POLY, CHARMM, NAMD y otros,
convirtiéndolos al formato HDF5;
El resultado también se puede exportar como texto sin formato.
El software calcula más de 40 propiedades moleculares
agrupados en cinco categorías:
; Dispersión
: Funciones de dispersión intermedias coherentes e incoherentes I(Q,τ)
: factores de estructura dinámica S(Q,ω)
: factores de estructura elástica incoherente (EISF)
: funciones de van Hove
: factores de estructura estática
; Dinámica
: Funciones de autocorrelación de velocidad
: densidad de estados
: desplazamientos cuadráticos medios (MSD)
: funciones de autocorrelación de velocidad angular
: funciones de correlación reorientacional
: funciones de memoria
; Estructura
: Funciones de distribución radial
: números de coordinación
: mapas de densidad espacial
; Termodinámica
: Distribuciones de energía cinética y potencial
; Infrarrojos
: Espectros de absorción IR derivados de funciones de autocorrelación dipolo
Un paquete PyPI independiente, MDANSE_GUI, proporciona una
Interfaz gráfica interactiva que admite la ejecución
múltiples análisis simultáneamente y visualización de resultados
dentro de la misma sesión.
MDANSE también se puede ejecutar desde scripts de Python sin
la GUI.
== Implementación ==
MDANSE está escrito íntegramente en Python y distribuido
a través de PyPI (
Code: Select all
pip install MDANSESe basa en NumPy, SciPy y h5py para
trabajo numérico y almacenamiento de trayectorias, y usos
MDAnalysis, ASE y mdtraj como backends opcionales
para conversión de trayectoria.
La paralelización MPI original heredada de
nMOLDYN 3 se mantuvo en la serie 1.x.
La serie 2.x, que requiere Python 3.10 o posterior,
introdujo una arquitectura interna rediseñada,
una nueva interfaz de trazado y configuraciones basadas en TOML.
== Software relacionado ==
MDANSE y nMOLDYN comparten su alcance científico
con varios otros programas.
Sassena es una herramienta C++/MPI optimizada para
Cálculo paralelo a petaescala de rayos X y neutrones
dispersión de trayectorias MD muy grandes.
LiquidLib proporciona cálculos de dispersión similares
en un marco de Python.
VMD, MDAnalysis y TRAVIS son de uso general
Paquetes de análisis MD que también calculan algunos
cantidades relevantes para la dispersión.
Craik, DJ; Kumar, S.; Levy, DE (1983).
"MOLDYN: Un programa generalizado para la evaluación de
Modelos de dinámica molecular utilizando magnetismo nuclear
Datos de Resonancia Giro-Relajación".
''Revista de Información Química y Ciencias de la Computación''.
'''23''': 30–38.
Kneller, G. R.; Keiner, V.;
Keller, M.; Schiller, M. (1995).
"nMOLDYN: un paquete de programas para la dispersión de neutrones
Análisis orientado a simulaciones de Dinámica Molecular".
''Comunicaciones de Física Informática''.
'''91''' (1–3): 191–214.
doi:10.1016/0010-4655(95)00048-K
Róg, T.; Murzyn, K.; Hinsen, K.;
Kneller, GR (2003).
"nMoldyn: un paquete de programas para la dispersión de neutrones
Análisis orientado a simulaciones de dinámica molecular".
''Revista de Química Computacional''.
'''24''' (5): 657–667.
doi:10.1002/jcc.10243
Hinsen, K.; Pellegrini, E.;
Stachura, S.; Kneller, GR (2012).
"nMoldyn 3: Uso de la agricultura de tareas para un paralelo
Análisis de dinámica molecular orientado a espectroscopia.
simulaciones".
''Revista de Química Computacional''.
'''33''' (25): 2043–2048.
doi:10.1002/jcc.23035
Goret, G.; Aoun, B.;
Pellegrini, E. (2017).
"MDANSE: Un entorno de análisis interactivo para
Simulaciones de Dinámica Molecular".
''Revista de Información y Modelización Química''.
'''57''' (1): 1–5.
doi:10.1021/acs.jcim.6b00571
Hinsen, K. (2019).
"Dealing With Software Collapse".
''Computación en Ciencias e Ingeniería''.
'''21''' (3): 104–108.
doi:10.1109/MCSE.2019.2900945
Hinsen, K. nMOLDYN3. GitHub.
https://github.com/khinsen/nMOLDYN3
Consultado el 6 de mayo de 2026.
ISISNeutronMuon/MDANSE. GitHub.
https://github.com/ISISNeutronMuon/MDANSE
Consultado el 6 de mayo de 2026.
Software de química computacional
Software científico gratuito
Software de dinámica molecular
Dispersión de neutrones
Software Python (lenguaje de programación)
More details: https://en.wikipedia.org/wiki/MDANSE