Ssylka

Прорыв в предсказании фазовых переходов: машинное обучение объединяется с физикой

Исследователи Университета Байройта совершили значительный прорыв в области прогнозирования фазовых переходов между жидким и газообразным состояниями вещества. Объединив статистическую физику с машинным обучением, они разработали метод, позволяющий точно определять состояние вещества при заданных условиях.
Прорыв в предсказании фазовых переходов: машинное обучение объединяется с физикой
Изображение носит иллюстративный характер

Фазовые переходы между жидкостью и газом играют фундаментальную роль как в природных явлениях, так и в промышленных процессах. На примере стакана воды можно наблюдать, как молекулы постоянно переходят из жидкой фазы в газообразную путем испарения и обратно через конденсацию. При определенной критической температуре граница между жидкостью и газом исчезает, образуя сверхкритическую жидкость – явление, широко применяемое в промышленных процессах разделения, очистки и производства.

История изучения фазовых переходов уходит корнями в XIX век, когда Томас Эндрюс экспериментально обнаружил критическую точку. Позже Йоханнес Дидерик ван дер Ваальс, удостоенный Нобелевской премии в 1910 году, предложил теоретическую модель фазового разделения, которая, несмотря на использование грубых приближений, до сих пор остается в учебниках.

Новый метод разработан командой ученых, в которую вошли доктор Флориан Заммюллер и профессор Маттиас Шмидт из Университета Байройта, а также почетный профессор Роберт Эванс – основоположник классической теории функционала плотности. Исследователи объединили функциональные соотношения, сформулированные Эвансом в 1979 году, с возможностями нейронных сетей.

Инновационный подход позволяет преодолеть ограничения традиционных методов. По словам профессора Шмидта, машинное обучение значительно повышает точность прогнозов, а предположения ван дер Ваальса теперь могут быть количественно проверены и в значительной степени подтверждены.

Доктор Заммюллер подчеркивает важность теоретической физики в контроле предсказаний искусственного интеллекта: статистическая механика жидкостей предоставляет строгие уравнения для проверки качества прогнозов ИИ.

Новая методология открывает широкие перспективы применения в различных областях, включая изучение смачивания поверхностей, капиллярного поведения в порах и явлений расслоения. Гибридный подход, сочетающий машинное обучение и теорию жидкостей, создает основу для гибкого моделирования веществ и оптимизации промышленных процессов.


Новое на сайте

16956Почему гигантская акула-молот предпочитает охотиться на других акул? 16955Волнообразные соседи солнца: тайные колыбели звёзд 16954Как свободный выбор приложений сотрудниками создает скрытые угрозы для бизнеса? 16953Обречена ли вселенная на коллапс через 10 миллиардов лет? 16952Новая забастовка усугубляет репутационный кризис Boeing 16951Хорнелундское золото: неразгаданная тайна викингов 16950Физический движок в голове: как мозг разделяет твердые предметы и текучие вещества 16949Скрыты ли в нашей днк ключи к лечению ожирения и последствий инсульта? 16948Почему символ американской свободы был приговорен к уничтожению? 16947Рукотворное убежище для исчезающих амфибий 16946Какую тайну хранит жестокая жизнь и загадочная смерть сестер каменного века? 16945Скрывает ли Плутон экваториальный пояс из гигантских ледяных клинков? 16944Взгляд на зарю вселенной телескопом Джеймса Уэбба 16943От сада чудес до протеина из атмосферы 16942Кратковременный сон наяву: научное объяснение пустоты в мыслях