Lo studio dei sistemi complessi è al momento una delle grandi sfide aperte in meccanica statistica. Il presente progetto ha l’obiettivo di approfondire la nostra conoscenza di alcuni modelli prototipici dei sistemi complessi, quali i vetri di spin, alcuni problemi di ottimizzazione, i modelli di dinamica lenta fuori dall’equilibrio e quelli per i fluidi e flussi complessi alle nano-, micro- e macro-scale. Tutti i gruppi di ricerca coinvolti nel progetto vantano già una lunga e solida esperienza, anche a livello internazionale, nello studio delle tematiche relative al progetto. Molti di questi gruppi sono stati anche legati da precedenti collaborazioni scientifiche di successo. Lo scopo del progetto è quello di intensificare tali collaborazioni scientifiche e crearne di nuove, con l’idea che un rinnovato lavoro sinergico sia necessario per progredire sensibilmente nello studio dei sistemi complessi. Riteniamo infatti che la discussione scientifica tra ricercatori che parlano uno stesso linguaggio, ma hanno approcci diversi per problemi affini, sia uno dei modi piú efficaci per dare vita ad idee innovative. In questo progetto si vogliono creare le condizioni ideali, ad esempio tramite l’organizzazione di appositi workshop, affinché i partecipanti possano avere tale interscambio di idee. Le tematiche trattate nel progetto sono molto ampie: dai vetri di spin ai fluidi complessi e turbolenti, passando per i problemi di ottimizzazione e lo studio delle dinamiche lente. Così come sono molto diversi gli strumenti richiesti: dai teoremi matematici fino alle simulazioni numeriche su grande scala, che giocano un ruolo essenziale nel progetto, vista la natura fortemente non perturbativa di molti dei fenomeni collettivi nei sistemi complessi. Tuttavia riteniamo che il numero e l’esperienza dei partecipanti al progetto sia sufficiente per poter ottenere significativi risultati in ognuna delle tematiche trattate. Il raggiungimento di tali risultati sarà ulteriormente agevolato dalla condivisione delle risorse di calcolo numerico dei gruppi partecipanti (piú di 1500 CPU cores e 64 GPU, quasi tutte di ultima generazione). In particolare, grazie a questo progetto, riteniamo di poter ottenere importanti risultati sui vetri di spin in presenza di campo esterno, sul comportamento critico dei vetri di spin con variabili continue, sulla soluzione rigorosa del matching generalizzato sui grafi random e del matching bipartito euclideo, sullo scaling nella dinamica fuori dall’equilibrio, anche in presenza di disordine quenched, o di coesistenza di fasi, sulla reologia non lineare di fluidi complessi e sull’intermittenza ad alti numeri di Reynolds in presenza di shear, rotazione o elicità. Il progetto prevede di dedicare anche delle risorse all’organizzazione di eventi di divulgazione scientifica in cui vi sia un interscambio diretto tra i ricercatori ed un pubblico non esperto riguardo le tematiche inerenti al progetto.

Meccanica statistica e complessità

Contucci, P
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Abstract

Lo studio dei sistemi complessi è al momento una delle grandi sfide aperte in meccanica statistica. Il presente progetto ha l’obiettivo di approfondire la nostra conoscenza di alcuni modelli prototipici dei sistemi complessi, quali i vetri di spin, alcuni problemi di ottimizzazione, i modelli di dinamica lenta fuori dall’equilibrio e quelli per i fluidi e flussi complessi alle nano-, micro- e macro-scale. Tutti i gruppi di ricerca coinvolti nel progetto vantano già una lunga e solida esperienza, anche a livello internazionale, nello studio delle tematiche relative al progetto. Molti di questi gruppi sono stati anche legati da precedenti collaborazioni scientifiche di successo. Lo scopo del progetto è quello di intensificare tali collaborazioni scientifiche e crearne di nuove, con l’idea che un rinnovato lavoro sinergico sia necessario per progredire sensibilmente nello studio dei sistemi complessi. Riteniamo infatti che la discussione scientifica tra ricercatori che parlano uno stesso linguaggio, ma hanno approcci diversi per problemi affini, sia uno dei modi piú efficaci per dare vita ad idee innovative. In questo progetto si vogliono creare le condizioni ideali, ad esempio tramite l’organizzazione di appositi workshop, affinché i partecipanti possano avere tale interscambio di idee. Le tematiche trattate nel progetto sono molto ampie: dai vetri di spin ai fluidi complessi e turbolenti, passando per i problemi di ottimizzazione e lo studio delle dinamiche lente. Così come sono molto diversi gli strumenti richiesti: dai teoremi matematici fino alle simulazioni numeriche su grande scala, che giocano un ruolo essenziale nel progetto, vista la natura fortemente non perturbativa di molti dei fenomeni collettivi nei sistemi complessi. Tuttavia riteniamo che il numero e l’esperienza dei partecipanti al progetto sia sufficiente per poter ottenere significativi risultati in ognuna delle tematiche trattate. Il raggiungimento di tali risultati sarà ulteriormente agevolato dalla condivisione delle risorse di calcolo numerico dei gruppi partecipanti (piú di 1500 CPU cores e 64 GPU, quasi tutte di ultima generazione). In particolare, grazie a questo progetto, riteniamo di poter ottenere importanti risultati sui vetri di spin in presenza di campo esterno, sul comportamento critico dei vetri di spin con variabili continue, sulla soluzione rigorosa del matching generalizzato sui grafi random e del matching bipartito euclideo, sullo scaling nella dinamica fuori dall’equilibrio, anche in presenza di disordine quenched, o di coesistenza di fasi, sulla reologia non lineare di fluidi complessi e sull’intermittenza ad alti numeri di Reynolds in presenza di shear, rotazione o elicità. Il progetto prevede di dedicare anche delle risorse all’organizzazione di eventi di divulgazione scientifica in cui vi sia un interscambio diretto tra i ricercatori ed un pubblico non esperto riguardo le tematiche inerenti al progetto.
2015
Contucci, P
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/11585/624774
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