Ученые вместе с ИИ открыли новое состояние вещества загадочную квантовую жидкость

Международная команда физиков и специалистов по машинному обучению нашла способ решить одну из сложнейших задач квантовой физики - описать загадочную фазу вещества, возникающую при охлаждении особых магнитов почти до абсолютного нуля. Работа опубликована в журнале Physical Review Research (PRR), передает Day.Az со ссылкой на Gazeta.ru.

Речь идет о так называемых фрустрированных магнетиках - материалах, где магнитные взаимодействия между частицами конкурируют друг с другом, не позволяя системе прийти в упорядоченное состояние. Эти материалы уже давно привлекают внимание физиков благодаря своим необычным свойствам: они могут вести себя как "жидкие" магниты и даже моделировать поведение квантовых частиц, потенциально важных для создания устойчивых квантовых компьютеров.

Однако несмотря на интерес, моделировать такие системы чрезвычайно трудно. Даже мощные симуляции не всегда позволяют понять, что происходит внутри материала. Особенно это касается состояний при очень низких температурах, когда так называемая спиновая жидкость переходит в неизвестную фазу.

"Мы уже предположили, что в определенных материалах может возникать уникальная спиновая жидкость, - рассказал профессор Ник Шэннон из Института науки и технологий Окинавы. - Но, когда мы пытались понять, что с ней происходит при дальнейшем охлаждении, наши модели просто "спотыкались" - картина оставалась неясной".

Чтобы справиться с задачей, ученые объединили усилия с искусственным интеллектом. Используя данные симуляций, исследователи разработали алгоритм и заметили новые закономерности в поведении системы, которые ранее оставались незамеченными. Более того, на основе этих "подсказок" от ИИ они смогли изменить параметры модели и "разогреть" систему в обратном направлении - подтвердив тем самым существование новой магнитной фазы и прояснив ее свойства.

"Это была настоящая коллаборация между людьми и машиной: мы увидели в данных то, что упустили, а алгоритм - в свою очередь - подсветил моменты, на которые мы не обратили внимания", - заключил физик Людовик Жобер из Университета Бордо.

Авторы подчеркивают, что такой подход открывает путь к решению других фундаментальных задач физики твердого тела. Возможно, именно сотрудничество между человеком и искусственным интеллектом станет ключом к пониманию самых сложных и загадочных явлений природы.