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Física computacional da matéria condensada: uma abordagem de múltiplas escalas

Resumo

Este projeto de pesquisa, que marca o início das minhas atividades de pesquisa e de orientação em nível de pós-graduação como professor do IFGW, tem como objetivo geral o desenvolvimento e a aplicação das técnicas de modelagem em múltiplas escalas no estudo das propriedades físicas da matéria condensada. Além de aplicar as técnicas da simulação atomística para compreender os processos fundamentais na escala atômica, estamos interessados especificamente no estudo de fenômenos que envolvem uma variedade de escalas espaciais e temporais. Nestas situações, uma metodologia baseada apenas em simulações no nível atomístico é inadequada e uma estratégia de modelagm em múltiplas escalas precisa ser adotada. O projeto envolve três temas específicos. O primeiro considera um problema que diz respeito às propriedades mecânicas dos metais. Estas propriedades estão diretamente ligadas à mobilidade das discordânicas, que são os defeitos lineares cujo movimento provoca a deformação plástica de um material cristalino. O objetivo é descobrir como esta mobilidade é afetada na situação em que um aglomerado destes defeitos se organiza numa rede, como é observado experimentalmente. Utilizaremos uma abordagem de modelagem que visa acoplar uma descrição atomística a uma baseada na teoria linear da elasticidade. O segundo tópico considera o problema metodológico da escala temporal em simulações atomísticas. Temos como objetivo avançar o desenvolvimento do nosso recente método Monte Carlo e aplicá-lo ao problema da cinética das transições de fase de primeira ordem. Inicialmente consideraremos este problema no contexto de modelos de Ising, o que servirá como ponto de partida para futuros estudos de transições de fase em sólidos cristalinos... (AU)