Física Estatística e Simulações de Alto Desempenho em Sistemas de Matéria Mole

• Processo: 24/23876-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de julho de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de junho de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física
• Pesquisador responsável: Nathan Jacob Berkovits
• Beneficiário: William Gabriel Carreras Oropesa
• Instituição Sede: Instituto de Física Teórica (IFT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de São Paulo. São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 21/14335-0 - ICTP Instituto Sul-Americano para Física Fundamental: um centro regional para Física Teórica, AP.ESP
• Assunto(s): Metamateriais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aprendizagem física | Cristais líquidos esméticos | metamateriais | partículas brownianas ativas | Sistemas elásticos desordenados ativos | teorias de meio efetivo | Sistemas Complexos, Física Computacional

Resumo

Sistemas elásticos desordenados ativos constituem um campo de pesquisa novo e atraente, modelados por interações dinâmicas não triviais que frequentemente levam a fenômenos complexos e fascinantes. Em nosso projeto de pesquisa, vamos incorporar graus de liberdade associados à auto-propulsão em materiais elásticos com o objetivo de explorar a ação combinada entre atividade e elasticidade nesses sistemas. Nossos resultados vão nos permitir interpretar como fibroblastos, células do tecido conjuntivo, afetam o comportamento mecânico de redes fibrosas em matrizes extracelulares, como as presentes na cartilagem. Em colaboração com diversos grupos de pesquisa teóricos e experimentais, vamos esclarecer o papel desempenhado pela auto-propulsão nos mecanismos de perda de rigidez de sistemas elásticos desordenados, assim como interpretar e projetar protocolos experimentais. Além disso, vamos incorporar correlações espaciais e temporais em abordagens de aprendizagem física para desenvolver metamateriais inteligentes capazes de se adaptar dinamicamente para executar funções específicas, ampliando as possibilidades de projeção de materiais responsivos e multifuncionais. Outro objetivo do nosso projeto consiste em descrever o comportamento dinâmico anômalo de partículas brownianas ativas incorporadas em meios anisotrópicos, caracterizados por microestruturas complexas, como cônicas focais e discordâncias, presentes em cristais líquidos esméticos. Essa descrição, baseada em simulações computacionais de alto desempenho, será utilizada para investigar regimes anômalos ainda não explorados em física estatística fora do equilíbrio.