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A interseção entre física e computação, conhecida como física computacional, transforma equações complexas em simulações digitais que revelam os segredos do universo. Ao utilizar poderosos algoritmos, os pesquisadores exploram desde o comportamento de partículas subatômicas até a dinâmica de galáxias, preenchendo lacunas onde a teoria pura ou a experimentação direta encontram limites.

No Gist.Science, monitoramos diariamente os novos pré-prints dessa área publicados no arXiv. Para cada documento, oferecemos duas perspectivas essenciais: um resumo técnico detalhado para especialistas e uma explicação em linguagem acessível para quem busca compreender os conceitos sem barreiras matemáticas.

Abaixo, você encontrará os trabalhos mais recentes adicionados a esta categoria, prontos para serem explorados em diferentes níveis de profundidade.

Kinetic Simulations of Laser-Driven Compression and Heating of Magnetised Cryogenic Hydrogen Targets using PIConGPU

Este artigo apresenta simulações totalmente cinéticas com PIConGPU que demonstram que a compressão dirigida por laser de alvos de hidrogênio criogênico magnetizado produz um mecanismo dominante de aceleração iônica não térmica por meio de camadas duplas de separação de carga, o qual permanece robusto sob campos magnéticos em escala de laboratório, mas é significativamente suprimido e alterado por campos em escala de quilotesla que magnetizam os elétrons quentes e prolongam os tempos de compressão.

Filip Optołowicz, Klaus Steiniger, David Blaschke, Michael Bussmann, Brian Marre2026-05-18🔬 physics

Physically consistent predictive reduced-order modeling by enhancing Operator Inference with state constraints

Este artigo apresenta uma abordagem de modelagem de ordem reduzida preditiva fisicamente consistente que aprimora a Inferência de Operadores ao incorporar restrições de estado e otimizar hiperparâmetros de regularização, alcançando assim estabilidade e precisão superiores na extrapolação de simulações de combustão de carvão além do regime de treinamento.

Hyeonghun Kim, Boris Kramer2026-05-15🔬 physics

A Monte Carlo positronium decay source model with multiple annihilation channels in GATE

Este artigo apresenta e valida um novo modelo de decaimento de positrônio modular, implementado no GATE 9.4 e 10, que permite simulações realistas e multicanal do comportamento do positrônio com tempos de vida e multiplicidades de aniquilação arbitrários, apoiando assim o desenvolvimento de técnicas avançadas de imagem baseadas em positrônio.

Wojciech Krzemien, Mateusz Bala, Kamil Dulski, Wojciech Zdeb, Aurélien Coussat, Beatrix C. Hiesmayr, Konrad Klimaszewski, Michał Obara, Lech Raczyński, Roman Y. Shopa2026-05-15🔬 physics

Adaptive homotopy continuation for robust dispersion curve computation in viscoelastic waveguides: guaranteed branch identity continuity

Este artigo apresenta um framework de continuação de homotopia de material adaptativo que garante a continuidade da identidade dos ramos e permite o cálculo robusto e automatizado das curvas de dispersão em guias de onda viscoelásticos de seção transversal arbitrária, mapeando o problema não hermitiano com perdas para um problema auxiliar sem perdas, ao mesmo tempo que lida efetivamente com pontos excepcionais e desafios de rastreamento de modos.

Dong Xiao, Zahra Sharif Khodaei, M. H. Aliabadi2026-05-15🔬 physics

Quantized tensor networks for solving the Vlasov-Maxwell equations

Este artigo apresenta um solver semi-implícito inspirado em mecânica quântica que utiliza redes de tensores quantizados para resolver eficientemente as equações de Vlasov-Maxwell de alta dimensão, alcançando reduções significativas nos custos computacionais e relaxamento das restrições de passo de tempo, ao mesmo tempo que captura com precisão a física do plasma por meio de aproximações de baixo posto.

Erika Ye, Nuno Loureiro2026-05-14⚛️ quant-ph

Ant Colony Optimization for Density Functionals in Strongly Correlated Systems

Este artigo demonstra que adaptar o algoritmo de Otimização por Colônia de Formigas para ajustar o funcional de densidade FVC reduz significativamente o erro relativo médio na previsão de energias de estado fundamental para sistemas fortemente correlacionados em várias dimensionalidades, alcançando uma redução de erro de até 67% com baixo custo computacional.

G. M. Tonin, T. Pauletti, R. M. Dos Santos, V. V. França2026-05-14🔬 cond-mat

Generalization of the viscous stress tensor to the case of non-small gradients of hydrodynamic velocity: a path to numerical modeling of turbulence non-locality

Este trabalho generaliza o método de Chapman-Enskog para derivar uma representação integral do tensor de tensões viscosas para grandes gradientes de velocidade, permitindo a modelagem numérica da não localidade da turbulência e de fenômenos como descontinuidades tangenciais que as formulações padrão de Navier-Stokes têm dificuldade em capturar.

A. B. Kukushkin2026-05-14🔬 physics

Azimuthally polarized terahertz radiation generation using radially polarized laser pulse in magnetized plasma

Este artigo apresenta um estudo analítico e baseado em simulação que demonstra que um pulso laser com polarização radial, ao se propagar através de um plasma magnetizado, gera radiação terahertz coerente com polarização azimutal, cuja amplitude do campo escala de forma não linear com a densidade do plasma e linearmente com a intensidade do campo magnético externo.

Shivani Aggarwal, Dinkar Mishra, Saumya Singh, Bhupesh Kumar, Pallavi Jha2026-05-14🔬 physics.optics

Parallel-in-Time Training of Recurrent Neural Networks for Dynamical Systems Reconstruction

Este artigo apresenta o GTF-DEER, um novo framework de treinamento paralelo no tempo que supera as limitações da recorrência linear em Modelos de Espaço de Estado para permitir a reconstrução estável e eficaz de sistemas dinâmicos não lineares a partir de sequências extremamente longas, demonstrando que o acesso a trajetórias longas melhora significativamente a precisão da modelagem de sistemas com escalas de tempo prolongadas.

Florian Hess, Florian Götz, Daniel Durstewitz2026-05-14🤖 cs.LG

Quantifying Multidimensional Transport Effects on Permeability Inference in FLiBe Systems Using a Validation-Informed Modeling Framework

Este estudo emprega um framework de modelagem multidimensional informado por validação para demonstrar que a dependência de interpretações unidimensionais simplificadas de experimentos de permeação pode levar a inferências imprecisas da permeabilidade de isótopos de hidrogênio em sistemas FLiBe devido a efeitos significativos de transporte multidomínio e sensibilidades às condições de contorno.

Huihua Yang, Abhishek Saraswat, Weiyue Zhou, Kevin Woller, James Dark, Chirag Khurana, Kaelyn Dunnell, Ethan Peterson, Remi Delaporte-Mathurin2026-05-14🔬 physics