Физики обнаружили странную новую теоретическую фазу водорода

Обучив машину нескольким квантовым трюкам, физики открыли странную новую фазу водорода в твердой форме. Хотя пока это чисто теоретическое открытие, оно может помочь нам лучше понять поведение материи от мельчайших масштабов до внутренней механики крупнейших планет во Вселенной. Новое исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.

 Эта новая твердая водородная фаза, открытая международной группой исследователей, следовала представлению модели о молекулах водорода в экстремальных условиях: если использовать аналогию с едой, их форма трансформировалась из сфер, сложенных стопкой апельсинов, в нечто, более близкое к яйцам.

 Водород обычно требует очень низких температур и очень высокого давления для образования твердого тела. Именно благодаря новому исследованию машинного обучения этого конкретного фазового перехода ученые наткнулись на новую молекулярную структуру.

  Значительную роль в исследованиях сыграл обновленный алгоритм машинного обучения: он смог смоделировать действия тысяч атомов, а не сотен, которыми ограничиваются многие исследования квантовых явлений.

Исследователи использовали улучшенную версию того, что известно как метод квантового Монте-Карло (КМК): по сути, он использует случайную выборку и математику вероятностей, чтобы выяснить, как большие группы атомов ведут себя в массе, группы, которые было бы слишком сложно изучать.

Затем для проверки результатов был использован второй вычислительный метод — способный лучше обрабатывать большее количество атомов, но менее точный. Поскольку результаты совпали, можно предположить, что усовершенствованный метод QMC работает так, как предполагалось.