Optimal parallelisation strategies for flat histogram Monte Carlo sampling

Este estudio evalúa y compara diversas estrategias de paralelización para el muestreo Monte Carlo de histogramas planos, concluyendo que la división no uniforme de los dominios de energía ofrece las mejoras de rendimiento más significativas al simular sistemas como las superaleaciones de alta entropía refractarias y el sistema binario CuZn.

Hubert J. Naguszewski, Christopher D. Woodgate, David QuigleyWed, 11 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Efficient Monte-Carlo sampling of metastable systems using non-local collective variable updates

Este artículo presenta un algoritmo generalizado para actualizaciones no locales en variables colectivas no lineales dentro de la dinámica de Langevin subamortiguada, demostrando una reversibilidad rigurosa y un rendimiento superior en el muestreo de sistemas moleculares metastables, especialmente en combinación con generadores basados en aprendizaje automático.

Christoph Schönle, Davide Carbone, Marylou Gabrié, Tony Lelièvre, Gabriel StoltzWed, 11 Ma🔬 physics

Computing Nonequilibrium Transport from Short-Time Transients: From Lorentz Gas to Heat Conduction in One Dimensional Chains

El artículo demuestra que el método de la función de correlación de transitorios (TTCF) es una alternativa eficiente y precisa para calcular coeficientes de transporte fuera del equilibrio en sistemas como el gas de Lorentz y cadenas unidimensionales, aprovechando la información de transitorios de corto tiempo para lograr resultados consistentes con un menor costo computacional y mayor fiabilidad en regímenes no ergódicos.

Davide Carbone (Laboratoire de Physique de l'Ecole Normale Superieure, ENS Universite PSL, CNRS, Sorbonne Universite, Universite de Paris, Paris, France), Vincenzo Di Florio (MOX Laboratory, Department of Mathematics, Politecnico di Milano, Piazza Leonardo Da Vinci 32, 20133 Milano, Italy, CONCEPT Lab, Fondazione Istituto Italiano di Tecnologia, Via E. Melen 83, Genova, 16152, Italy), Stefano Lepri (Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto dei Sistemi Complessi, Via Madonna del Piano 10, 50019 Sesto Fiorentino, Italy, INFN, Sezione di Firenze, Via G. Sansone 1, 50019 Sesto Fiorentino, Italy), Lamberto Rondoni (INFN, Sezione di Torino, Via P. Giuria 1, 10125 Torino, Italy, Dipartimento di Scienze Matematiche, Politecnico di Torino, Corso Duca degli Abruzzi 24, 10129 Torino, Italy)Wed, 11 Ma🔢 math-ph

Tensor-network methodology for super-moiré excitons beyond one billion sites

Este artículo presenta un método de red tensorial que combina una codificación del Hamiltoniano de Bethe-Salpeter en espacio real con un algoritmo de Chebyshev para calcular espectros de excitones en sistemas super-moiré y cuasicristalinos de más de mil millones de sitios, superando las limitaciones de almacenamiento y resolución de los enfoques convencionales.

Anouar Moustaj, Yitao Sun, Tiago V. C. Antão, Lumen Eek, Jose L. LadoWed, 11 Ma⚛️ quant-ph

Aliasing and phase shifting in pseudo-spectral simulations of the incompressible Navier-Stokes equations

Este artículo presenta un análisis exhaustivo y la primera implementación de código abierto de métodos de desplazamiento de fase para el desaliasing en simulaciones pseudo-espectrales de las ecuaciones de Navier-Stokes incompresibles, demostrando que estas técnicas logran aceleraciones de hasta tres veces en comparación con el método estándar de truncamiento 2/3, con una pérdida de precisión mínima.

Clovis Lambert, Jason Reneuve, Pierre AugierWed, 11 Ma🔬 physics

When velocity autocorrelations mirror force autocorrelations: Exact noise-cancellation in interacting Brownian systems

Este trabajo demuestra teóricamente que el algoritmo de cancelación de ruido para sistemas brownianos es exacto en equilibrio térmico debido a la anulación de las correlaciones cruzadas entre el desplazamiento total y las contribuciones inducidas por interacciones, mientras que en sistemas fuera del equilibrio estas correlaciones persisten, proporcionando una firma distintiva de la física no equilibrada y la necesidad de correcciones.

Anton Lüders, Suvendu Mandal, Thomas FranoschWed, 11 Ma🔬 cond-mat

A Stable, High-Order Time-Stepping Scheme for the Drift-Diffusion Model in Modern Solar Cell Simulation

Este artículo presenta un esquema de integración temporal de alto orden y estable, basado en un método de volúmenes finitos y el integrador de Runge-Kutta Radau IIA, para simular con precisión la dinámica de carga, excitones e iones en células solares modernas, garantizando la conservación de carga y reproduciendo fenómenos complejos como la histéresis en perovskitas sin parámetros empíricos.

Jun Du, Jun YanWed, 11 Ma🔬 physics.app-ph

A multi-phase-field model for fiber-reinforced composite laminates based on puck failure theory

Este artículo propone un modelo multifase basado en la teoría de falla de Puck, que utiliza variables de campo de fase independientes y un método de superposición de mallas para predecir con precisión los modos de daño en láminas de composites reforzados con fibra bajo diversas condiciones de carga.

Pavan Kumar Asur Vijaya Kumar, Rafael Fleischhacker, Aamir Dean, Heinz E PettermannWed, 11 Ma🔬 physics

Ab initio simulation of the first-order proton-ordering transition in water ice

Este estudio combina potenciales de interacción atómica basados en aprendizaje automático con actualizaciones de bucles que respetan las reglas del hielo para simular con precisión *ab initio* la transición de primer orden del hielo Ih al hielo XI a 83 K, superando los desafíos de muestreo y estimando que los efectos cuánticos nucleares reducen esta temperatura a un valor cercano al experimental de 72 K.

Qi Zhang, Sicong Wan, Lei WangWed, 11 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Modelling wetting-bouncing transitions of droplet impact on random rough surfaces

Este estudio utiliza simulaciones numéricas para revelar que, en superficies rugosas aleatorias, el tiempo de contacto de una gota permanece constante independientemente de la rugosidad y el número de Weber, mientras que la transición entre mojado y rebote está gobernada conjuntamente por estos factores, con una mayor rugosidad retrasando dicha transición y reduciendo linealmente el factor de expansión máxima.

Huihuang Xia, Yixiang Gan, Wei GeWed, 11 Ma🔬 physics

Infrared spectroscopy of protonated water clusters via the quantum thermal bath method and highly accurate machine-learned potentials

El artículo presenta una simulación de dinámica molecular eficiente y precisa de los espectros infrarrojos de clusters de agua protonados, desde el monómero hasta el tetramero, lograda mediante la combinación de superficies de energía potencial y momentos dipolares aprendidos por máquina con el método del baño térmico cuántico para incluir efectos cuánticos nucleares de manera rentable.

T. Baird, R. Vuilleumier, S. BonellaWed, 11 Ma🔬 physics

Modeling resonance characteristics of the Chang'e-7 lander modulated by solar panel rotation under lunar south-pole thermal environment

Este estudio presenta un modelo de elementos finitos de alta fidelidad del lander Chang'e-7 que revela cómo las variaciones térmicas extremas en el polo sur lunar, más que la rotación de los paneles solares, provocan una deriva significativa en la frecuencia fundamental del lander (entre 0.64 y 0.87 Hz) que se superpone a la ventana de observación sísmica, estableciendo así una base teórica crucial para filtrar el ruido inducido por la plataforma en futuras misiones de detección del interior lunar.

Lei Zhang, Jinhai ZhangWed, 11 Ma🔬 physics

DFT calculations of magnetocrystalline anisotropy energy with fixed spin moment

El artículo presenta el método de momento de espín fijo totalmente relativista (FR-FSM) como una herramienta teórica para reconciliar las discrepancias en los cálculos de energía de anisotropía magnetocristalina (MAE) obtenidos con diferentes potenciales de intercambio-correlación, permitiendo estimar valores máximos hipotéticos y optimizar aleaciones para el diseño de nuevos imanes permanentes.

Justyn Snarski-Adamski (Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland), Joanna Marciniak (Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland, Uppsala University, Uppsala, Sweden), Wojciech Marciniak (Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland, Poznan University of Technology, Poznan, Poland), Justyna Rychły-Gruszecka (Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland), Mirosław Werwinski (Institute of Molecular Physics, Polish Academy of Sciences, Poznan, Poland)Wed, 11 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

A GEMM-based direct solver for finite-difference Poisson problems in non-uniform grids

Este artículo presenta un solucionador directo eficiente para problemas de Poisson en mallas no uniformes que utiliza descomposiciones de autovalores y multiplicaciones de matrices (GEMM) para lograr un alto rendimiento en sistemas heterogéneos masivamente paralelos, superando en tiempo de solución a los métodos multigrid y de reducción cíclica.

Pedro Costa, Duarte Palancha, Joshua Romero, Roberto Verzicco, Massimiliano FaticaWed, 11 Ma🔬 physics

Efficient method for calculation of low-temperature phase boundaries

Este trabajo presenta un marco general y eficiente que combina la ecuación de Clausius-Clapeyron con la aproximación cuasi-armónica para calcular fronteras de fase a bajas temperaturas con un mínimo de cálculos, demostrando su precisión mediante el diagrama de fases de la sílice utilizando tanto la teoría del funcional de la densidad como potenciales interatómicos aprendidos por máquina.

Lucas Svensson, Babak Sadigh, Christine Wu, Paul ErhartWed, 11 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

Differentiable Microscopy Designs an All Optical Phase Retrieval Microscope

El artículo presenta "diferenciabilidad microscópica" (μ\partial\mu), un enfoque de diseño de arriba hacia abajo basado en datos que supera a los métodos tradicionales y existentes para la recuperación de fase óptica, validado experimentalmente con muestras biológicas.

Kithmini Herath, Hasindu Kariyawasam, Ramith Hettiarachchi, Udith Haputhanthri, Dineth Jayakody, Raja N. Ahmad, Azeem Ahmad, Balpreet S. Ahluwalia, Chamira U. S. Edussooriya, Dushan N. WadduwageTue, 10 Ma🔬 physics.optics