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Ambrosio-Tortorelli approach to topological singularities

Description du projet

Une approche unifiée de l’étude des singularités topologiques

Les singularités topologiques (certains points de rupture de la continuité) sont des phénomènes intrigants, importants tant pour la théorie que pour les applications pratiques. Dans des domaines tels que la physique et la science des matériaux, ils aident à expliquer des structures complexes comme les tourbillons dans les supraconducteurs, les fractures dans les solides et les défauts dans les cristaux. Financé par le programme Actions Marie Skłodowska-Curie, le projet TopSing utilisera une nouvelle approche théorique pour étudier certains problèmes physiques/mécaniques où apparaissent des singularités. Inspirée du modèle d’Ambrosio et Tortorelli, la méthode proposée cherche à unifier l’analyse de deux problèmes principaux impliquant des singularités, en les rendant plus faciles à modéliser et à appliquer dans des scénarios du monde réel. En particulier, l’accent sera mis sur les dislocations vis dans les cristaux et leur relation avec les tourbillons dans les supraconducteurs, ainsi que sur le problème du plateau non paramétrique en codimension deux.

Objectif

The exploration of topological singularities is a fascinating task of absolute relevance both from the theoretical and applied point of view.
For example, in physics and materials science they arise from the study of mathematical models for vortices in superconductors, grain boundaries in polycrystals, fractures in solids, and defects in crystals such as disclinations or dislocations. Furthermore, topological singularities play an important role in the study of more geometric problems such as the Plateau problem and the theory of minimal surfaces.

The goal of TopSing is to study some physical/mechanical problems where singularities appear, through a theoretical approach that opens promising directions also for other, apparently unrelated, situations like the non-parametric Plateau problem in higher codimension.
More specifically, we draw our attention to codimension-two singularities and consider two-dimensional models for fields having point singularities which are relevant in the study of two main problems:

1) Screw Dislocations in crystals and their relation with vortices in superconductors;

2) The non-parametric Plateau problem in codimension-two.

The main novelty consists in developing a unified approach, inspired by the classical model by Ambrosio and Tortorelli (AT), that allows to study topological singularities in both contexts listed above. Furthermore this will provide a model which is easier to handle numerically and thus interesting from the point of view of applications.
The project is organised into four main objectives whose common thread is the asymptotic analysis of elliptic functionals á la AT for maps taking values on the unit circle. To our best knowledge there are no similar results in the literature. This is due to the non trivial task of constructing a recovery sequence that takes values on the circle, which we aim at achieving by relying on degree theory and by using techniques developed to study the relaxed area.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) HORIZON-MSCA-2023-PF-01

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Coordinateur

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI SIENA
Contribution nette de l'UE
€ 172 750,08
Coût total
Aucune donnée

Partenaires (1)