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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.
Este artigo revisita o método de Majorana para reduzir a equação de Thomas-Fermi de segunda ordem a uma de primeira ordem, aplicando-o tanto à solução de átomos neutros quanto a átomos fracamente ionizados para recalcular e validar diversas grandezas físicas com maior eficiência em comparação a procedimentos numéricos anteriores.
Este artigo propõe uma nova estrutura para sistemas quânticos abertos em que o ambiente não é introduzido como um setor independente, mas emerge dinamicamente a partir da ativação de restrições em um sistema quântico inicialmente restrito, oferecendo uma perspectiva alternativa sobre a origem do acoplamento sistema-ambiente.
Este artigo demonstra a aplicação da biblioteca deal.II para resolver as equações de Stokes e Navier-Stokes utilizando infraestruturas de multigrid, malha adaptativa e matrizes livres, destacando a flexibilidade e modularidade do sistema em diferentes cenários de escoamento.
Este trabalho propõe um método simples e eficiente para identificar os autoestados nas bordas da banda proibida de espectros eletrônicos, utilizando apenas a matriz de densidade purificada e momentos da distribuição de Dirac, o que permite obter os pares autovalor-autovetor correspondentes com baixo custo computacional e fácil implementação.
Este estudo demonstra que a emulação de precisão INT8, realizada através da ferramenta SCILIB-Accel em arquiteturas de GPU modernas, pode acelerar cálculos de estrutura eletrônica ab initio sem alterações no código, permitindo otimizar simultaneamente o desempenho e a precisão por meio de estratégias adaptativas.
Este artigo propõe um solver de Riemann neural com restrições rígidas (HCNRS) que impõe cinco leis físicas fundamentais para garantir conservação, simetria e invariância, superando as limitações de abordagens puramente baseadas em dados e reproduzindo com precisão os resultados de solvers exatos em equações de fluidos complexas.
Este trabalho apresenta uma implementação de código aberto e altamente acelerada por GPU de dinâmica molecular de integral de caminho (PIMD) para simulações *ab initio* de grandes sistemas de partículas idênticas, permitindo a simulação eficiente de dezenas de milhares de bósons e a superação do problema do sinal de férmions em escalas anteriormente inacessíveis.
Este artigo introduz uma abordagem de Estados de Produto Matricial (MPS) na primeira quantização para simular sistemas quânticos de muitos corpos, demonstrando que ao reformular o tratamento da antissimetria fermiônica é possível obter níveis de emaranhamento comparáveis ou até menores do que os encontrados na segunda quantização, como validado no modelo unidimensional -.
Este estudo apresenta o NEMAD, um banco de dados abrangente de 67.573 materiais magnéticos extraído por modelos de linguagem de grande escala (LLMs), que, ao ser combinado com modelos de aprendizado de máquina, permite classificar materiais e prever temperaturas de transição com alta precisão, acelerando a descoberta de novos materiais magnéticos de alto desempenho.
Este estudo utiliza uma rede neural profunda treinada em dados de teoria do funcional da densidade para demonstrar que, à temperatura ambiente, o aumento da pressão em água líquida eleva a constante dielétrica estática devido ao aumento da densidade e das flutuações coletivas de dipolos, ao mesmo tempo em que reduz o fator de correlação de Kirkwood devido a distorções estruturais na rede de ligações de hidrogênio.