Физичари откривају чудну нову теоријску фазу за водоник: СциенцеАлерт

Научивши машину да научи неке квантне трикове, физичари су открили чудну нову фазу водоника у чврстом облику. Иако је ово откриће за сада чисто теоријско, могло би нам помоћи да боље разумемо понашање материје од најмањих размера до унутрашње механике највећих планета у универзуму.

Откривена од стране међународног тима истраживача, ова нова фаза чврстог водоника пратила је демонстрацију молекула водоника у екстремним условима: да користимо аналогију са храном, њихов облик се трансформисао из сфера наслаганих као хрпа поморанџи у нешто слично јајима.

Водоник обично захтева веома ниске температуре и веома високе притиске Чврста форма. Кроз нову студију машинског учења ове конкретне промене фазе, научници су пронашли нови молекуларни аранжман.

„Почели смо са не тако амбициозним циљем да усавршимо теорију нечега што знамо“, Он каже Физичар Сцотт Јенсен са Универзитета Илиноис Урбана-Цхампаигн.

„Нажалост, или можда на срећу, било је занимљивије од тога. Дошло је до појаве овог новог понашања. У ствари, ово је било доминантно понашање на вишим температурама и притисцима, нешто о чему није било ни наговештаја у старој теорији.“

Ажурирани алгоритам машинског учења играо је важну улогу у истраживању: био је у стању да моделира акције хиљада атома, а не стотине бројних студија квантних феномена.

Истраживачи су користили побољшану верзију онога што је познато као Квантни Монте Карло КМЦ техника: У основи, користи насумично узорковање и математику вероватноће да види како се велике групе атома понашају колективно, групе које је тешко проучавати у стварном експерименту.

Други рачунски метод – још један који је способан да рукује више атома, али без прецизности – коришћен је за верификацију резултата. Како су резултати подударни, они указују на то да побољшана КМЦ технологија ради како је предвиђено.

„Испоставило се да нас машинско учење много учи,“ Он каже Физичар Давид Сиберли са Универзитета Илиноис Урбана-Цхампаигн. „Видели смо знаке новог понашања у претходним симулацијама, али им нисмо веровали јер смо могли да прихватимо само мали број атома.“

„Са нашим моделом машинског учења, можемо у потпуности да искористимо најтачније методе и видимо шта се заиста дешава.

Једноставно речено, компонента машинског учења је побољшала тачност и опсег симулација које научници могу да покрену, користећи постојеће податке и прошле симулације како би будуће симулације биле тачније у смислу њихових процена.

Водоник није само најзаступљенији елемент у универзуму, већ је и најједноставнији од свих у погледу његових појединачних атома: једног протона и једног електрона. То значи да би нова открића о водонику могла утицати на готово све остало у физици.

Тренутно је прерано рећи шта ова нова фаза чврстог водоника значи, и потребно је више експеримената и симулација да би се то боље сагледало. Међутим, проучавање планета испуњених водоником као што су Јупитер и Сатурн је само једна област у којој би ово додатно разумевање могло бити корисно.

„Желимо све да разумемо, тако да морамо да почнемо са системима које можемо да нападнемо“, Он каже Циберли. „Водоник је једноставан, па је вредно знати да можемо да се носимо са тим.

Истраживање објављено у Писма о физичком прегледу.