In den Naturwissenschaften ist die Computersimulation ein wichtiger Bestandteil der theoretischen Forschung geworden. Ihr Anwendungsgebiet liegt zwischen Theorie und Experiment. Mit Hilfe von Computerprogrammen werden theoretische Annahmen in Form von mathematischen Modellen getestet. Die daraus gewonnenen Ergebnissen sind für die experimentelle Forschung von Bedeutung.
Gerade in der physikalischen Chemie bieten Computersimulationen die Möglichkeit mit mikroskopisch kleinen Systeme zu arbeiten. Im Experiment ist es meistens nur möglich makroskopische Systeme zu untersuchen. Mit Hilfe der statistischen Ergebnisse von Computersimulationen können weitere Experimente entworfen werden.
Das Gittergas Modell ist ein mathematisches Modell für eine Computersimulation, die in der physikalischen Chemie verwendet wird. Mit diesem Modell kann das Verhalten von verschiedenen Teilchenarten in einem mikroskopischen System untersucht werden. So ist es z.B. möglich die Prozesse an der Phasengrenze zweier Flüssigkeiten zu simulieren.
Ziel dieser Arbeit ist es, solche Prozesse in einem Gittergas mit Hilfe eines Programmes sichtbar zu machen. Der Benutzer kann jeden Schritt des Simulationsvorgangs beobachten und Parameter interaktiv verändern. Das Programm besitzt viele Einstellungsmöglichkeiten, so daß mehrere verschiedene Simulationsarten möglich sind. Weiterhin sollte es möglich sein, das Programm über das Internet präsentieren.
Das Gittergas ist aus einem Teilchenfeld aufgebaut, bei dem jedes Teilchen auf einem festen Gitterplatz sitzt. Dabei kann es sich z.B. um ein zwei- oder dreidimensionales Gitter handeln. Im Simulationsprozess können die Teilchen ihre Gitterplätze untereinander tauschen. Ein Tauschvorgang findet nur bei bestimmten Bedingungen statt. Zwei Teilchen tauschen ihre Plätze, sobald der energetische Zustand danach günstiger wird (innere Energie nimmt ab). Wird der energetische Zustand ungünstiger (innere Energie nimmt zu) oder bleibt gleich, kann der Tausch trotzdem stattfinden. Diese Eigenschaft soll der thermischen Fluktuation von Gasen und Flüssigkeiten entsprechen. Mit Hilfe der Monte Carlo Methode wird die thermische Fluktuation im Gittergas ermöglicht. Ohne diesen Einfluss würde sich das Gitter auf die energetisch günstigste Konfiguration einstellen und diesen Zustand beibehalten.
