Rejection-free particle swap Monte Carlo simulations to efficiently explore dense packings of spheres and to solve long-standing questions on the glass transition
无排斥粒子交换蒙特卡罗模拟可有效探索球体的致密堆积并解决长期存在的玻璃化转变问题
基本信息
- 批准号:531383052
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:
- 资助国家:德国
- 起止时间:
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Even far above the packing fraction of the jamming transition amorphous packings of spheres occur in quasi-equilibrium states, i.e., in states that behave like equilibrium except that the true equilibrium - probably crystalline or size separated - has not been reached. The quasi-equilibrium is of special interest for the study of the properties of glassy systems and to obtain further insights of a possible ideal glass transition that sometimes is conjectured to exist somewhere further along the quasi-equilibrium pathway. We want to implement a new simulation method in order to efficiently quasi-equilibrate systems at packing fractions that at the moment are not accessible for simulations. For our new approach we want to combine the basic ideas of two very different successful simulation techniques. The starting point for our idea of a new method are Monte Carlo simulations with particle swaps that recently have been widely used to explore such extremely dense packings. One limitation of these simulations are the increasingly large rejection numbers of proposed particle swaps for increasing density. To overcome this issue, we let us inspired by rejection-free event chain simulations that do not obey detailed balance, but as global balance still holds, equilibrium is achieved that even is faster then for conventional Monte Carlo simulations. In our new approach we perform swaps along chains concerning the particle size. Most importantly, no particle swap has to be rejected. Our preliminary simulations show that we can thermalized systems at packing fraction that are much larger than the packing fractions where equilibration is possible with other methods. One goal of the project is the implementation of our efficient simulation for hard as well as for soft spheres. However, the major goals of the project are related to the physics of the packings that we can determine. For example, we are interested in the properties of the quasi-equilibrium, the Gardner transition, or the scaling in higher dimensions. Among the questions that we want to answer are: Is there a transition at the endpoint of the quasi-equilibrium line? Is there an upper limit for the packing fraction that can occur for disordered quasi-equilibrium states at all? Where does the Gardner transition line ends? And how does the ideal glass transition behave in different dimensions? Note that with our new approach we expect to be able to quasi-equilibrate systems up to the predicted glass close packing fraction thus having direct access to this transition (if it exists) as well as the answers to the mentioned questions for the first time.
甚至远高于堵塞过渡的堆积分数,球体的无定形堆积也发生在准平衡状态,即,处于类似平衡的状态,除了真正的平衡--可能是晶体或尺寸分离--还没有达到。准平衡对于研究玻璃态系统的性质和获得可能的理想玻璃化转变的进一步认识是特别有意义的,这种理想玻璃化转变有时被证明存在于沿着准平衡路径的沿着。我们要实现一种新的模拟方法,以有效地准平衡系统在包装分数,目前无法访问的模拟。对于我们的新方法,我们希望结合联合收割机的两个非常不同的成功的模拟技术的基本思想。我们的新方法的出发点是蒙特卡罗模拟与粒子交换,最近已被广泛用于探索这种极其密集的包装。这些模拟的一个局限性是越来越大的拒绝数量的建议粒子交换增加密度。为了克服这个问题,我们让我们的灵感来自于不服从详细平衡的无拒绝事件链模拟,但由于全局平衡仍然保持,因此实现平衡甚至比传统的Monte Carlo模拟更快。在我们的新方法中,我们执行交换沿着链有关的颗粒大小。最重要的是,没有粒子交换必须被拒绝。我们的初步模拟表明,我们可以热化系统的包装分数是远远大于包装分数的平衡是可能的与其他方法。该项目的一个目标是实现我们的有效模拟硬以及软球。然而,该项目的主要目标与我们可以确定的包装物理有关。例如,我们感兴趣的准平衡,加德纳转变,或在更高的维度标度的性质。我们想回答的问题包括:在准平衡线的端点是否存在过渡?无序准平衡态的堆积分数有上限吗?加德纳过渡线在哪里结束?理想的玻璃化转变在不同的维度上是如何表现的?请注意,通过我们的新方法,我们期望能够将系统准平衡到预测的玻璃紧密堆积分数,从而直接获得这种转变(如果存在)以及第一次对上述问题的答案。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Professor Dr. Michael Schmiedeberg其他文献
Professor Dr. Michael Schmiedeberg的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Professor Dr. Michael Schmiedeberg', 18)}}的其他基金
Phase field crystal model for patchy colloids
斑块胶体的相场晶体模型
- 批准号:
374790102 - 财政年份:2017
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Properties of the glass transition as a mixture of jamming and random organization
干扰和随机组织混合的玻璃化转变特性
- 批准号:
262587878 - 财政年份:2014
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research Grants
Structure and dynamics of colloidal particles on incommensurate substrates
不相称基底上胶体颗粒的结构和动力学
- 批准号:
191633488 - 财政年份:2011
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Independent Junior Research Groups
相似国自然基金
一次扫描多对比度及free-water DTI技术在功能区脑肿瘤中的研究
- 批准号:JCZRLH202500011
- 批准年份:2025
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于碳纳米管技术和转座子开发一种新型的、
marker-free 的植物转基因技术
- 批准号:Z24C160005
- 批准年份:2024
- 资助金额:0.0 万元
- 项目类别:省市级项目
基于Lab-free电化学发光平台的ctDNA甲基化分析研究
- 批准号:22374123
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
面向Cell-Free网络的协同虚拟化与动态传输
- 批准号:62371367
- 批准年份:2023
- 资助金额:49 万元
- 项目类别:面上项目
基于制备内源5mc-free基因组的策略鉴定新型DNA修饰并解析其产生机理
- 批准号:32370576
- 批准年份:2023
- 资助金额:50 万元
- 项目类别:面上项目
基于定点突变膜受体Cell-free合成生物色谱新方法的PDGFRβ抑制剂筛选和结合位点分析
- 批准号:82273886
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
不同功能基团的电中性Drug-Free纳米颗粒的构建及克服肿瘤耐药的研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
利用CRISPR/Cas RNP介导的DNA-free基因编辑衣藻控制登革热传播媒介伊蚊
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:35 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
番茄基于DNA-free基因编辑技术的2种类病毒抑制和脱毒的机理研究
- 批准号:
- 批准年份:2021
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
低损耗snapback-free RC LIGBT机理与新结构研究
- 批准号:62104030
- 批准年份:2021
- 资助金额:20.0 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
CAREER: Particle dynamics at the free surface: waves, turbulence, and microplastics
职业:自由表面的粒子动力学:波浪、湍流和微塑料
- 批准号:
2237550 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Continuing Grant
Combining immunotherapy with molecularly targeted radiation therapy
免疫治疗与分子靶向放射治疗相结合
- 批准号:
10736873 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Multimodal Label-Free Nanosensor for Single Virus Characterization and Content Analysis
用于单一病毒表征和内容分析的多模式无标记纳米传感器
- 批准号:
10641529 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
A next-generation extendable simulation environment for affordable, accurate, and efficient free energy simulations
下一代可扩展模拟环境,可实现经济、准确且高效的自由能源模拟
- 批准号:
10638121 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Mechanisms of HIV fitness and drug resistance inferred from high-resolution molecular dynamics and sequence co-variation models
从高分辨率分子动力学和序列共变模型推断出 HIV 适应性和耐药性的机制
- 批准号:
10750627 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Aerosolized Epigenetic Therapy for Metastatic Lung Cancer
雾化表观遗传疗法治疗转移性肺癌
- 批准号:
10760630 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Clinic-Ready MACH-1 Gene Gun for delivery of a universal influenza DNA vaccine
临床就绪的 MACH-1 基因枪,用于提供通用流感 DNA 疫苗
- 批准号:
10761364 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Research on an inverse process of free electron laser for extreme high gradient particle acceleration
自由电子激光极高梯度粒子加速逆过程研究
- 批准号:
23H01198 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
Cell-free synthesis of influenza virus-like particles (VLPs) as prototyping platform for vaccine development and variant characterization
流感病毒样颗粒 (VLP) 的无细胞合成作为疫苗开发和变体表征的原型平台
- 批准号:
10648472 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别:
Ice-free vitrification and nanowarming of meniscal grafts for transplantation
用于移植的半月板移植物的无冰玻璃化和纳米加温
- 批准号:
10819333 - 财政年份:2023
- 资助金额:
-- - 项目类别: