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

Cet article généralise les méthodes de mise à jour non locale dans l'espace des variables collectives pour les dynamiques de Langevin sous-amorties, prouvant leur réversibilité et démontrant une efficacité accrue dans l'échantillonnage de systèmes moléculaires métastables, notamment grâce aux récents progrès des générateurs d'apprentissage automatique.

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

Cette étude démontre que la méthode de la fonction de corrélation temporelle transitoire (TTCF) constitue une approche efficace et précise pour calculer les coefficients de transport hors équilibre, en exploitant les transitoires à court terme plutôt que les moyennes temporelles à long terme, comme le confirment les tests réalisés sur le gaz de Lorentz et les chaînes d'oscillateurs anharmoniques.

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

Cette étude présente une méthode basée sur les réseaux de tenseurs, combinant une encodage de l'hamiltonien de Bethe-Salpeter en espace réel et un algorithme de Chebyshev, permettant de calculer directement les spectres d'excitons et les fonctions spectrales dans des systèmes super-moirés et quasi-cristallins dépassant un milliard de sites, soit une échelle inaccessible aux approches conventionnelles.

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

Cet article présente une analyse complète et la première implémentation open-source de méthodes de déaliasing par déphasage pour les simulations pseudo-spectrales des équations de Navier-Stokes incompressibles, démontrant qu'elles offrent des accélérations allant jusqu'à un facteur 3 par rapport à la règle de troncature 2/3 standard avec une perte de précision négligeable.

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

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

Cet article présente un simulateur unidimensionnel transitoire pour les cellules solaires avancées, fondé sur une discrétisation spatiale à volumes finis préservant la structure et un intégrateur temporel d'ordre élevé (Radau IIA), capable de modéliser avec précision et stabilité la dynamique couplée des charges, des excitons et des ions dans les photovoltaïques organiques et à pérovskite.

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

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

Cet article propose un modèle multi-champs de phase bidimensionnel basé sur la théorie de la rupture de Puck et utilisant une méthode de superposition de maillages pour prédire avec précision les modes de défaillance distincts (fibres et interfibres) et leurs interactions dans les laminés composites renforcés de fibres.

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

En combinant des potentiels d'interaction interatomiques appris par machine avec des mises à jour de boucle respectant les règles de la glace, cette étude réalise une simulation *ab initio* de la transition de premier ordre entre la glace Ih désordonnée et la glace XI ordonnée, révélant une température de transition de 83 K (réduite à environ 63 K avec les effets quantiques nucléaires) et résolvant ainsi le défi du échantillonnage efficace de cet espace de configurations fortement corrélées.

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

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

Cette étude présente un modèle éléments finis haute fidélité démontrant que les variations thermiques extrêmes de l'environnement du pôle sud lunaire, plutôt que la rotation des panneaux solaires, provoquent une dérive significative de la fréquence fondamentale du lander Chang'e-7 (de 0,64 à 0,87 Hz), ce qui chevauche la fenêtre d'observation sismique et nécessite une modélisation précise pour filtrer le bruit induit par le lander lors de la future mission de 2026.

Lei Zhang, Jinhai ZhangWed, 11 Ma🔬 physics

DFT calculations of magnetocrystalline anisotropy energy with fixed spin moment

Cet article présente une méthode FR-FSM (spin moment fixe) entièrement relativiste qui permet de réconcilier les résultats divergents des calculs DFT sur l'énergie d'anisotropie magnétocristalline et d'estimer les valeurs maximales théoriques pour guider la conception de nouveaux aimants permanents.

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

Les auteurs présentent un solveur direct de Poisson basé sur des multiplications matricielles (GEMM) pour des grilles non uniformes en trois dimensions, qui s'avère plus efficace et robuste que les méthodes multigrilles ou à réduction cyclique pour les simulations massivement parallèles sur des systèmes hétérogènes modernes.

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

Physics-informed neural operator for predictive parametric phase-field modelling

Cet article présente PF-PINO, un opérateur neuronal informé par la physique qui intègre les résidus des équations de champ de phase dans la fonction de perte pour surmonter les limitations de généralisation et de stabilité à long terme des méthodes d'apprentissage automatique conventionnelles, offrant ainsi un outil robuste et efficace pour la modélisation prédictive de l'évolution microstructurale des matériaux.

Nanxi Chen, Airong Chen, Rujin MaWed, 11 Ma🔬 cond-mat.mtrl-sci

First Estimation of Model Parameters for Neutrino-Induced Nucleon Knockout Using Simulation-Based Inference

Cette étude démontre que l'inférence basée sur la simulation (SBI) est une méthode prometteuse pour affiner les paramètres des modèles d'interactions neutrino-noyau, surpassant légèrement les réglages empiriques existants du générateur GENIE et permettant même une approximation équitable d'un autre simulateur, NuWro.

Karla Tame-Narvaez, Steven Gardiner, Aleksandra Ciprijanovic, Giuseppe CeratiWed, 11 Ma⚛️ hep-ph

Efficient method for calculation of low-temperature phase boundaries

Cet article présente une méthode générale et efficace combinant l'équation de Clausius-Clapeyron et l'approximation quasi-harmonique pour calculer les limites de phase à basse température avec un coût computationnel minimal, tout en intégrant les effets quantiques et anharmoniques, comme démontré par la construction du diagramme de phase de la silice.

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

Differentiable Microscopy Designs an All Optical Phase Retrieval Microscope

Cet article présente une approche de conception ascendante appelée « microscopie différentiable » (μ\partial\mu) qui, en s'appuyant sur des données, permet de concevoir automatiquement des systèmes de microscopie optique pour la récupération de phase, surpassant les méthodes existantes et validée expérimentalement.

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