Det kan låta som sagor, men på 1950-talet ledde två numeriska modeller som ursprungligen utvecklades som ett husdjursprojekt av fysiker till födelsen av ett helt nytt fysikfält:beräkningsstatistisk mekanik. Den här historien har nyligen dykt upp i en tidning publicerad i EPJ H , författad av Michel Mareschal, en emeritusprofessor i fysik vid Fria universitetet i Bryssel, Belgien.

Artikeln beskriver den långa resan som leder till acceptansen av sådana modeller – nämligen Monte Carlo och Molecular Dynamics-simuleringar – som tillförlitliga bevis för att beskriva materia. Detta hände vid en tidpunkt då den datorkraft som krävs för att köra simuleringar var knapp. I dag, dessa tekniker används av tusentals forskare för att modellera beteendet hos material, i sammanhang som sträcker sig från fusion till biologiska system.

Sagan började 1951, när John G. Kirkwood från California Institute of Technology, USA, utvecklade denna kontraintuitiva teoretiska förutsägelse:en modell av hårda sfärer – en grov modell för vilken vätska som helst – genomgår en övergång från ett flytande till ett fast tillstånd under kontrollerade förhållanden. Detta innebär att den ordnade fasta formen har mer entropi - eller har mer utrymme tillgängligt för att flytta runt - än den oordnade flytande formen. Dessa sfärer interagerar normalt inte med varandra, som molekyler i en perfekt gas – upplever en oändlig repulsion när de kommer i kontakt.

Kirkwoods teoretiska förutsägelse förblev kontroversiell tills den kompletterades med intensivt parallellt arbete som drevs av två lag amerikanska fysiker, ursprungligen lanserades som sidoprojekt. Den första involverade Bill Wood vid Los Alamos Laboratory, och ledde till utvecklingen av Monte Carlo-metoden; den andra, som involverade Berni Alder vid Livermore National Laboratory, ledde till utvecklingen av molekylär dynamik. I sista hand, det var införandet av betydelsesampling – ett smart sätt att utföra Monte Carlo – från Marshall Rosenbluths sida (även på Los Alamos) som visade sig vara ett verkligt genidrag för att bekräfta Kirkwoods förutsägelse.