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dc.contributor.author
Arrar, Mehrnoosh
dc.contributor.author
Boubeta, Fernando Martín
dc.contributor.author
Szretter Noste, María Eugenia
dc.contributor.author
Sued, Raquel Mariela
dc.contributor.author
Boechi, Leonardo
dc.contributor.author
Rodriguez, Daniela
dc.date.available
2019-11-12T16:06:47Z
dc.date.issued
2019-02
dc.identifier.citation
Arrar, Mehrnoosh; Boubeta, Fernando Martín; Szretter Noste, María Eugenia; Sued, Raquel Mariela; Boechi, Leonardo; et al.; On the accurate estimation of free energies using the jarzynski equality; John Wiley & Sons Inc; Journal Of Computational Chemistry; 40; 4; 2-2019; 688-696
dc.identifier.issn
0192-8651
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/11336/88626
dc.description.abstract
The Jarzynski equality is one of the most widely celebrated and scrutinized nonequilibrium work theorems, relating free energy to the external work performed in nonequilibrium transitions. In practice, the required ensemble average of the Boltzmann weights of infinite nonequilibrium transitions is estimated as a finite sample average, resulting in the so-called Jarzynski estimator, (Formula presented.). Alternatively, the second-order approximation of the Jarzynski equality, though seldom invoked, is exact for Gaussian distributions and gives rise to the Fluctuation-Dissipation estimator (Formula presented.). Here we derive the parametric maximum-likelihood estimator (MLE) of the free energy (Formula presented.) considering unidirectional work distributions belonging to Gaussian or Gamma families, and compare this estimator to (Formula presented.). We further consider bidirectional work distributions belonging to the same families, and compare the corresponding bidirectional (Formula presented.) to the Bennett acceptance ratio ((Formula presented.)) estimator. We show that, for Gaussian unidirectional work distributions, (Formula presented.) is in fact the parametric MLE of the free energy, and as such, the most efficient estimator for this statistical family. We observe that (Formula presented.) and (Formula presented.) perform better than (Formula presented.) and (Formula presented.), for unidirectional and bidirectional distributions, respectively. These results illustrate that the characterization of the underlying work distribution permits an optimal use of the Jarzynski equality.
dc.format
application/pdf
dc.language.iso
eng
dc.publisher
John Wiley & Sons Inc
dc.rights
info:eu-repo/semantics/restrictedAccess
dc.rights.uri
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
dc.subject
FREE ENERGY
dc.subject
JARZYNSKI
dc.subject
MAXIMUM-LIKELIHOOD
dc.subject
STEERED MOLECULAR DYNAMICS
dc.subject.classification
Físico-Química, Ciencia de los Polímeros, Electroquímica
dc.subject.classification
Ciencias Químicas
dc.subject.classification
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
dc.title
On the accurate estimation of free energies using the jarzynski equality
dc.type
info:eu-repo/semantics/article
dc.type
info:ar-repo/semantics/artículo
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.date.updated
2019-10-16T15:21:55Z
dc.journal.volume
40
dc.journal.number
4
dc.journal.pagination
688-696
dc.journal.pais
Estados Unidos
dc.journal.ciudad
Hoboken
dc.description.fil
Fil: Arrar, Mehrnoosh. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
dc.description.fil
Fil: Boubeta, Fernando Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina
dc.description.fil
Fil: Szretter Noste, María Eugenia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentina
dc.description.fil
Fil: Sued, Raquel Mariela. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina
dc.description.fil
Fil: Boechi, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentina
dc.description.fil
Fil: Rodriguez, Daniela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentina
dc.journal.title
Journal Of Computational Chemistry
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/http://dx.doi.org/10.1002/jcc.25754
dc.relation.alternativeid
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/jcc.25754
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