Физики и специалисты по ИИ раскрыли секреты загадочной фазы веществ при низких температурах

Международная группа исследователей в области физики и машинного обучения сделала значительный шаг в понимании одной из сложнейших задач квантовой физики. Их работа, опубликованная в журнале Physical Review Research, сосредоточена на исследовании так называемых фрустрированных магнитиков. Эти материалы выделяются тем, что магнитные взаимодействия между частицами находятся в состоянии конкуренции, что не позволяет системе достичь упорядоченного состояния.




Фрустрированные магнетики привлекают внимание ученых благодаря своим уникальным свойствам. Они способны вести себя как «жидкие» магниты и могут моделировать поведение квантовых частиц, что имеет значение для разработки устойчивых квантовых компьютеров. Однако моделирование таких систем представляет собой серьезную проблему. Даже самые мощные симуляторы не всегда дают ясное представление о происходящем внутри материала, особенно при низких температурах, когда спиновая жидкость переходит в неизвестное состояние.

Профессор Ник Шэннон из Института науки и технологий Окинавы сообщил о том, что их команда уже выдвигала предположения о существовании уникальной спиновой жидкости в определенных материалах. Однако, когда они пытались исследовать поведение этой жидкости при дальнейшем охлаждении, возникали сложности, и их модели не давали четкой картины.

Ситуация изменилась, когда ученые решили интегрировать искусственный интеллект в свои исследования. Используя данные от симуляций, они разработали новый алгоритм, который позволил выявить ранее незамеченные закономерности в поведении системы. Более того, на основе анализа ИИ исследователи смогли изменить параметры модели и «разогреть» систему в обратном направлении, что подтвердило существование новой магнитной фазы и прояснило ее свойства.

Физик Людовик Жобер из Университета Бордо отметил, что это сотрудничество между людьми и машиной дало возможность увидеть в данных то, что было упущено, а алгоритм помог выделить важные моменты, которые не привлекли их внимание. Авторы исследования подчеркивают, что подобный подход может привести к решению других важных задач в физике твердого тела. Возможно, именно взаимодействие человека и искусственного интеллекта станет ключом к пониманию самых сложных и загадочных явлений в природе.

Читайте также: