วิธีการสนามปฏิกิริยาถูกนำมาใช้ในการจำลองโมเลกุลเพื่อจำลองผลของปฏิสัมพันธ์ไดโพล-ไดโพลระยะไกลสำหรับการจำลองที่มีเงื่อนไขขอบเขตแบบคาบ รอบๆ โมเลกุลแต่ละตัวจะมี 'โพรง' หรือทรงกลมซึ่งปฏิสัมพันธ์คูลอมบ์จะได้รับการพิจารณาอย่างชัดเจน ภายนอกโพรงนี้ สื่อจะถือว่ามี ค่าคงที่ได อิ เล็กตริกสม่ำเสมอ โมเลกุล เหนี่ยวนำให้เกิดโพลาไรเซชันในสื่อนี้ ซึ่งจะสร้างสนามปฏิกิริยาขึ้นมา บางครั้งเรียกว่าสนามปฏิกิริยาของออนซาเกอร์แม้ว่า ชื่อของ ออนซาเกอร์มักจะถูกนำมาใช้กับเทคนิคนี้ เนื่องจากเขาพิจารณาเรขาคณิตดังกล่าวในทฤษฎีค่าคงที่ไดอิเล็กตริกของเขา^{[ 1 ]}แต่วิธีการนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยบาร์เกอร์และวัตต์ในปี 1973 ^{[ 2 ] [ 3 ]}

ศักยภาพแบบคู่ที่มีประสิทธิภาพจะเป็นดังนี้:

${\displaystyle U_{AB}=q_{A}q_{B}\left[{\frac {1}{r_{AB}}}+{\frac {(\varepsilon _{RF}-1)r_{AB}^{2}}{(2\varepsilon _{RF}+1)r_{c}^{3}}}\right]}$

รัศมีตัดอยู่ที่ใด${\displaystyle r_{c}}$

สนามปฏิกิริยาที่จุดศูนย์กลางของโพรงมีค่าดังนี้ :

${\displaystyle E_{RF}={\frac {2(\varepsilon _{RF}-1)}{2\varepsilon _{RF}+1}}{\frac {\vec {M}}{r_{c}^{3}}}}$

โดยที่คือโมเมนต์ไดโพลรวมของโมเลกุลทั้งหมดในโพรง ส่วนประกอบของพลังงานศักย์ของโมเลกุลที่อยู่ตรงกลางโพรงคือและแรงบิดที่กระทำต่อโมเลกุลคือ${\displaystyle {\vec {M}}=\sum \mu _{i}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle -1/2\mu _{i}\cdot E_{RF}}$${\displaystyle i}$${\displaystyle \mu _{i}\times E_{RF}}$

เมื่อโมเลกุลเข้าหรือออกจากทรงกลมที่กำหนดโดยรัศมีตัด จะมีการกระโดดของพลังงานที่ไม่ต่อเนื่อง^{[ 4 ]} เมื่อรวมการกระโดดของพลังงานทั้งหมดเหล่านี้เข้าด้วยกัน พวกมันจะไม่หักล้างกันอย่างสมบูรณ์ ส่งผลให้การอนุรักษ์พลังงานไม่ดี ซึ่งเป็นข้อบกพร่องที่พบได้ทุกครั้งที่ใช้การตัดทรงกลม สถานการณ์นี้สามารถปรับปรุงได้โดยการลดฟังก์ชันพลังงานศักย์ให้เป็นศูนย์ใกล้กับรัศมีตัด เมื่อเกินรัศมีที่กำหนด ศักย์จะถูกคูณด้วยฟังก์ชันการลด ฟังก์ชันที่ง่ายคือการลดเชิงเส้นด้วยแม้ว่าอาจพบผลลัพธ์ที่ดีกว่าได้ด้วยฟังก์ชันการลดที่ซับซ้อนกว่า${\displaystyle r_{t}}$${\displaystyle f(r)}$${\displaystyle r_{t}=.95r_{c}}$

ความยากลำบากอีกประการหนึ่งของวิธีการสนามปฏิกิริยาคือค่าคงที่ไดอิเล็กตริกจะต้องทราบล่วงหน้า อย่างไรก็ตาม ปรากฏว่าในกรณีส่วนใหญ่ คุณสมบัติไดนามิกค่อนข้างไม่ไวต่อการเลือกค่าสามารถใส่ด้วยตนเองหรือคำนวณโดยประมาณโดยใช้ความสัมพันธ์ที่รู้จักกันดีระหว่างความผันผวนของไดโพลภายในกล่องจำลองและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกในระดับมหภาค^{[ 4 ]}${\displaystyle \varepsilon _{RF}}$

การปรับเปลี่ยนที่เป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือการคำนึงถึงเวลาที่จำกัดที่จำเป็นสำหรับสนามปฏิกิริยาในการตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงในโพรง วิธี "สนามปฏิกิริยาแบบหน่วงเวลา" นี้ได้รับการศึกษาโดย van Gunsteren, Berendsenและ Rullmann ในปี 1978 ^{[ 5 ]} พบว่าให้ผลลัพธ์ที่ดีกว่า ซึ่งก็สมเหตุสมผล เพราะหากไม่คำนึงถึงการหน่วงเวลา สนามปฏิกิริยาจะถูกประเมินค่าสูงเกินไป อย่างไรก็ตาม วิธีการหน่วงเวลามีปัญหาเพิ่มเติมเกี่ยวกับการอนุรักษ์พลังงาน ดังนั้นจึงไม่เหมาะสมสำหรับการจำลองกลุ่ม NVE

วิธีการสนามปฏิกิริยาเป็นทางเลือกแทนเทคนิคการรวม Ewald ที่ได้รับความนิยม ในปัจจุบัน การรวม Ewald เป็นเทคนิคที่นิยมใช้กันทั่วไป แต่สำหรับปริมาณที่น่าสนใจหลายอย่าง ทั้งสองเทคนิคให้ผลลัพธ์ที่เทียบเท่ากัน ตัวอย่างเช่น ใน การจำลอง Monte Carloของผลึกเหลว (โดยใช้ทั้งแบบจำลองทรงกระบอกแข็ง^{[ 6 ]}และแบบจำลอง Gay-Berne ^{[ 7 ]} ) ผลลัพธ์จากวิธีการสนามปฏิกิริยาและการรวม Ewald นั้นสอดคล้องกัน อย่างไรก็ตาม สนามปฏิกิริยาช่วยลดเวลาในการคำนวณได้อย่างมาก ควรใช้สนามปฏิกิริยาอย่างระมัดระวัง และจะซับซ้อนหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะนำไปใช้กับระบบที่ไม่เป็นไอโซโทรปิก เช่น ระบบที่ถูกครอบงำโดยโมเลกุลชีวภาพขนาดใหญ่ หรือระบบที่มีการอยู่ร่วมกันของของเหลว-ไอหรือของเหลว-ของแข็ง^{[ 8 ]}

ในส่วนที่ 5.5.5 ของหนังสือของเขา Allen ^{[ 4 ]}เปรียบเทียบสนามปฏิกิริยากับวิธีการอื่นๆ โดยเน้นที่การจำลองระบบ Stockmayer (แบบจำลองที่ง่ายที่สุดสำหรับของไหลแบบไดโพลาร์ เช่น น้ำ) งานของ Adams และคณะ (1979) แสดงให้เห็นว่าสนามปฏิกิริยาสร้างผลลัพธ์ที่มีปริมาณทางเทอร์โมไดนามิก (ปริมาตร ความดัน และอุณหภูมิ) ซึ่งสอดคล้องกับวิธีการอื่นๆ เป็นอย่างดี แม้ว่าความดันจะสูงกว่าเล็กน้อยเมื่อใช้วิธีสนามปฏิกิริยาเมื่อเทียบกับวิธี Ewald-Kornfeld (1.69 เทียบกับ 1.52) ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติทางเทอร์โมไดนามิกในระดับมหภาคไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการจัดการกับแรงระยะไกลมากนัก ในทำนองเดียวกัน ฟังก์ชันสหสัมพันธ์ของอนุภาคเดี่ยวก็ไม่ได้ขึ้นอยู่กับวิธีการที่ใช้มากนัก ผลลัพธ์อื่นๆ อีกหลายอย่างยังแสดงให้เห็นว่าค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสามารถประมาณได้ดีด้วยทั้งสนามปฏิกิริยาหรือเทคนิคการรวมแบบแลตติส^{[ 4 ]}${\displaystyle \epsilon }$

• Neumann, M.; Steinhauser, O. (1980). "อิทธิพลของเงื่อนไขขอบเขตที่ใช้ในการจำลองด้วยเครื่องจักรต่อโครงสร้างของระบบขั้ว". Molecular Physics . 39 : 437–454 . doi : 10.1080/00268978000100361 .
• Neumann, Martin; Steinhauser, Othmar; Pawley, G. Stuart (1984). "การคำนวณค่าคงที่ไดอิเล็กตริกแบบคงที่และขึ้นอยู่กับความถี่อย่างสอดคล้องกันในการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์" Molecular Physics . 52 : 97– 113. doi : 10.1080/00268978400101081 .
• Baumketner, Andrij (2009). "การขจัดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบในศักยภาพแรงเฉลี่ยระหว่างไอออนที่คำนวณในการจำลองโมเลกุลโดยใช้ไฟฟ้าสถิตตามสนามปฏิกิริยา"วารสารเคมีฟิสิกส์ 130 : 104106. Bibcode : 2009JChPh.130j4106B . doi : 10.1063/1.3081138 . PMC 2671211 . PMID 19292522 .  
• วิธีสนามปฏิกิริยา