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Predicting the Extreme

Projektbeschreibung

Eine vollständige Lösung des Problems der Vorzeichen bei Fermionen

Das Vorzeichenproblem der Fermionen ist das größte Hindernis bei Quanten-Monte-Carlo-Berechnungen. Zur Klärung dieser Fragen wird eine Lösung benötigt: Welcher Art ist der Phasenübergang von Wasserstoff vom Isolator zum Metall bei hohem Druck? Wie wirken sich die elektronischen Eigenschaften von Wasserstoff auf die Entwicklung von Riesenplaneten und Braunen Zwergen aus? Wie kann ein Wasserstoffpellet am besten komprimiert werden, um in einem Fusionsreaktor effizient elektrischen Strom zu erzeugen? Das ERC-finanzierte Projekt PREXTREME wird eine neuartige Lösung für diese Probleme erforschen. Der Ansatz des Projekts wird die Quanten-Vielteilchentheorie revolutionieren, mit wichtigen Auswirkungen auf eine Reihe von Gebieten, einschließlich der Hochtemperatursupraleitung.

Ziel

Matter at extreme densities and temperatures is ubiquitous in nature and occurs, e.g. in planetary interiors. In addition, such warm dense matter (WDM) conditions are of high importance to technological applications such as nuclear fusion. Therefore, there has been a remarkable investment in the experimental realization of WDM in large research facilities around the globe, leading to a number of spectacular discoveries.
Yet, the absence of a reliable theoretical description of WDM is severely hampering this progress. This is best illustrated by considering hydrogen, the most simple and abundant element in the universe. Even here, a multitude of pressing questions continues to be unanswered: What is the nature of the insulator-to-metal phase transition of hydrogen at high pressure? How do electronic properties of hydrogen impact the evolution of giant planets and brown dwarfs? And how can a hydrogen pellet best be compressed to efficiently produce electrical power in a fusion reactor?
The central obstacle on the path towards answers to these questions is the fermion sign problem, one of the most fundamental computational bottlenecks in physics, chemistry, and related disciplines. Recently, a number of methodological breakthroughs has allowed me to present the first accurate data for the electronic properties of WDM over substantial parts of the relevant parameter space. This was achieved using supercomputers and the data-driven construction of AI surrogate models.
In PREXTREME, I propose to explore a hitherto unattempted complete solution to the sign problem, which will allow me to answer many questions about warm dense hydrogen and heavier elements with a direct impact on applications in material science, astrophysical models, and nuclear fusion. Moreover, my envisioned approach will revolutionize quantum many-body theory, with important implications for a gamut of fields including high-temperature superconductivity, high-pressure-physics and ultracold atoms.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.

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Schlüsselbegriffe

Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).

Programm/Programme

Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.

Thema/Themen

Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.

Finanzierungsplan

Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

Alle im Rahmen dieses Finanzierungsinstruments finanzierten Projekte anzeigen

Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.

(öffnet in neuem Fenster) ERC-2022-STG

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Gastgebende Einrichtung

HELMHOLTZ-ZENTRUM DRESDEN-ROSSENDORF EV
Netto-EU-Beitrag

Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.

€ 1 486 250,00
Adresse
BAUTZNER LANDSTRASSE 400
01328 Dresden
Deutschland

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Region
Sachsen Dresden Dresden, Kreisfreie Stadt
Aktivitätstyp
Research Organisations
Links
Gesamtkosten

Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.

€ 1 486 250,00

Begünstigte (1)

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