Collaborative Research: GCR: Collective Behavior and Patterning of Topological Defects: From String Theory to Crystal Plasticity

合作研究:GCR:拓扑缺陷的集体行为和模式:从弦理论到晶体可塑性

基本信息

  • 批准号:
    2021019
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 288.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2020-10-01 至 2025-09-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This project seeks to develop a unifying mathematical and conceptual framework to describe topological defects and understand their interactions and motions, capitalizing on a convergence of insights from engineering, physics and mathematics. Topological defects show up throughout a stunningly wide range of phenomena, ranging from patterns in the cosmos, to rupture fronts on fault planes in our planet’s crust, to the microscopic structure of the metal in an automobile or a jet engine or a skyscraper, to the arrangements of molecules in our phone screens, and potentially all the way down to the subatomic constituents of matter itself. Potentially, new knowledge from this research can be leveraged to seed advances in technology relevant for grand challenges in seismic forecasting, infrastructure renewal, and energy-efficient transportation.The research team will work on establishing a convergent quantitative language of topological defect dynamics in physical systems that addresses commonalities between seemingly unrelated physical phenomena. They will develop theoretical and computational tools for probing the structure, dynamics, and collective behavior of topological defects by leveraging insights from currently disparate fields spanning engineering, physics, and mathematics. The primary focus will be the scientific question of how string theory/quantum gravity is related to the mechanics of defects in crystalline solids, using holographic dualities developed to study string theory in anti-DeSitter space to learn about strongly coupled condensed matter systems. Understanding plasticity serves the pressing societal need for light-weight, high-strength, resilient metallic materials for energy-efficient transportation, built infrastructure, and defense.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目旨在开发一个统一的数学和概念框架来描述拓扑缺陷并理解它们的相互作用和运动,利用工程学、物理和数学的见解的融合,拓扑缺陷出现在从模式到令人震惊的广泛现象中。宇宙中,地球地壳断层面上的破裂,汽车、喷气发动机或摩天大楼中金属的微观结构,手机屏幕中分子的排列,以及潜在的所有深入研究物质本身的亚原子成分,这项研究的新知识有可能被用来推动与地震预报、基础设施更新和节能运输等重大挑战相关的技术进步。研究团队将致力于建立相关技术。物理系统中拓扑缺陷动力学的聚合定量语言,解决看似不相关的物理现象之间的共性。他们将利用当前跨越不同领域的见解,开发理论和计算工具来探测拓扑缺陷的结构、动力学和集体行为。主要重点是弦理论/量子引力如何与晶体固体缺陷力学相关的科学问题,利用全息对偶性来研究反德西特空间中的弦理论以了解耦合。了解可塑性满足了社会对轻质、高强度、弹性金属材料的迫切需求,用于节能交通、建筑基础设施和国防。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并通过评估被认为值得支持。利用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Computing with non-orientable defects: Nematics, smectics and natural patterns
具有不可定向缺陷的计算:向列、近列和自然图案
  • DOI:
    10.1016/j.physd.2020.132828
  • 发表时间:
    2021-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhang, Chiqun;Acharya, Amit;Newell, Alan C.;Venkataramani, Shankar C.
  • 通讯作者:
    Venkataramani, Shankar C.
Getting over the hump with KAMEL-LOBE: Kernel-averaging method to eliminate length-of-bin effects in radial distribution functions
使用 KAMEL-LOBE 克服困难:消除径向分布函数中 bin 长度效应的核平均方法
  • DOI:
    10.1063/5.0138068
  • 发表时间:
    2023-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ghaffarizadeh, S. Arman;Wang, Gerald J.
  • 通讯作者:
    Wang, Gerald J.
An action for nonlinear dislocation dynamics
非线性位错动力学的作用
Vector Field Models for Nematic Disclinations
向列向错的矢量场模型
  • DOI:
    10.1007/s00332-023-09939-5
  • 发表时间:
    2023-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3
  • 作者:
    Acharya, Amit;Fonseca, Irene;Ganedi, Likhit;Stinson, Kerrek
  • 通讯作者:
    Stinson, Kerrek
How to produce confidence intervals instead of confidence tricks: Representative sampling for molecular simulations of fluid self-diffusion under nanoscale confinement
如何产生置信区间而不是置信技巧:纳米级约束下流体自扩散分子模拟的代表性采样
  • DOI:
    10.1063/5.0081707
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Li, Yuanhao;Wang, Gerald J.
  • 通讯作者:
    Wang, Gerald J.
{{ 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 }}

Amit Acharya其他文献

Emergent fault friction and supershear in a continuum model of geophysical rupture
地球物理破裂连续体模型中的突现断层摩擦和超剪切
Coupled dislocations and fracture dynamics at finite deformation: model derivation, and physical questions
有限变形时的耦合位错和断裂动力学:模型推导和物理问题
Ideal Magnetohydrodynamics and Field Dislocation Mechanics
理想磁流体动力学和场位错力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Amit Acharya
  • 通讯作者:
    Amit Acharya
Mid-Surface Scaling Invariance of Some Bending Strain Measures
一些弯曲应变测量的中表面尺度不变性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Amit Acharya
  • 通讯作者:
    Amit Acharya
of Mechanics of Materials and Structures MODELING DISLOCATION SOURCES AND SIZE EFFECTS AT INITIAL YIELD IN CONTINUUM PLASTICITY
材料和结构力学模拟连续塑性初始屈服时的位错源和尺寸效应
  • DOI:
  • 发表时间:
    2024-09-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    S. Puri;Anish Roy;Amit Acharya;Dennis Dimiduk
  • 通讯作者:
    Dennis Dimiduk

Amit Acharya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('Amit Acharya', 18)}}的其他基金

DMREF/Collaborative Research: Materials engineering of chromonic and colloidal liquid crystals via mathematical modeling and simulation
DMREF/合作研究:通过数学建模和模拟进行有色和胶体液晶的材料工程
  • 批准号:
    1434734
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
From Discrete Dislocation Dynamics to Crystal Plasticity - A Spatio-Temporal Coarse-Graining Approach
从离散位错动力学到晶体塑性 - 时空粗粒方法
  • 批准号:
    1435624
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Workshop on Averaging Methods for Multiscale Phenomena in Engineering Materials; Pittsburgh, Pennsylvania; September 2011
工程材料多尺度现象的平均方法研讨会;
  • 批准号:
    1104380
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Description of Strengthening through Internal Stress Development in Rolled Structured Metals
通过轧制结构金属中的内应力发展进行强化的描述
  • 批准号:
    0423304
  • 财政年份:
    2005
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

IGF-1R调控HIF-1α促进Th17细胞分化在甲状腺眼病发病中的机制研究
  • 批准号:
    82301258
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CTCFL调控IL-10抑制CD4+CTL旁观者激活促口腔鳞状细胞癌新辅助免疫治疗抵抗机制研究
  • 批准号:
    82373325
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
RNA剪接因子PRPF31突变导致人视网膜色素变性的机制研究
  • 批准号:
    82301216
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
血管内皮细胞通过E2F1/NF-kB/IL-6轴调控巨噬细胞活化在眼眶静脉畸形中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82301257
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于多元原子间相互作用的铝合金基体团簇调控与强化机制研究
  • 批准号:
    52371115
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: GCR: Growing a New Science of Landscape Terraformation: The Convergence of Rock, Fluids, and Life to form Complex Ecosystems Across Scales
合作研究:GCR:发展景观改造的新科学:岩石、流体和生命的融合形成跨尺度的复杂生态系统
  • 批准号:
    2426095
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: GCR: Scaling-Up Transformative Adaptation through Socio-Agroclimatology
合作研究:GCR:通过社会农业气候学扩大变革性适应
  • 批准号:
    2317820
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: GCR: Convergent Anthropocene Systems (Anthems) - A System-of-Systems Paradigm
合作研究:GCR:趋同的人类世系统(颂歌)——系统的系统范式
  • 批准号:
    2317878
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: GCR: Developing Integrated Agroecological Renewable Energy Systems through Convergent Research
合作研究:GCR:通过融合研究开发综合农业生态可再生能源系统
  • 批准号:
    2317983
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: GCR: Common Pool Resource Theory as a Scalable Framework for Catalyzing Stakeholder-Driven Solutions to the Freshwater Salinization Syndrome
合作研究:GCR:公共池资源理论作为催化利益相关者驱动的淡水盐化综合症解决方案的可扩展框架
  • 批准号:
    2312326
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 288.95万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了