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

19521Банковский троян VENON на Rust атакует Бразилию с помощью девяти техник обхода защиты 19520Бонобо агрессивны не меньше шимпанзе, но всё решают самки 19519Почему 600-килограммовый зонд NASA падает на Землю из-за солнечной активности? 19518«Липовый календарь»: как расписание превращает работников в расходный материал 19517Вредоносные Rust-пакеты и ИИ-бот крадут секреты разработчиков через CI/CD-пайплайны 19516Как хакеры за 72 часа превратили npm-пакет в ключ от целого облака AWS 19515Как WebDAV-диск и поддельная капча помогают обойти антивирус? 19514Могут ли простые числа скрываться внутри чёрных дыр? 19513Метеорит пробил крышу дома в Германии — откуда взялся огненный шар над Европой? 19512Уязвимости LeakyLooker в Google Looker Studio открывали доступ к чужим базам данных 19511Почему тысячи серверов оказываются открытой дверью для хакеров, хотя могли бы ею не быть? 19510Как исследователи за четыре минуты заставили ИИ-браузер Perplexity Comet попасться на... 19509Может ли женщина без влагалища и шейки матки зачать ребёнка естественным путём? 19508Зачем учёные из Вены создали QR-код, который невозможно увидеть без электронного... 19507Девять уязвимостей CrackArmor позволяют получить root-доступ через модуль безопасности...
Ссылка