ИИ помог открыть новое состояние вещества — загадочную квантовую жидкость

Фото из открытых источников

Международной команде физиков и специалистов по машинному обучению удалось отыскать способ решения одной из сложнейших задач квантовой физики — описать загадочную фазу вещества, что возникает при охлаждении особых магнитов почти до абсолютного нуля. Работу опубликовали в журнале Physical Review Research (PRR).

Фрустрированные магнетики — это материалы, в которых магнитные взаимодействия между частицами конкурируют друг с другом и не позволяют системе перейти в упорядоченное состояние. Подобные материалы давно интересуют физиков, поскольку обладают необычными свойствами: они порой ведут себя как «жидкие» магниты и способны даже моделировать поведение квантовых частиц, которые важны для создания устойчивых квантовых компьютеров.

Но моделирование таких систем - задача чрезвычайно трудная. Особенно при очень низких температурах, когда спиновая жидкость переходит в неизвестную фазу.

Японские эксперты из Института науки и технологий Окинавы высказали гипотезу, что в определенных материалах может создаваться уникальная спиновая жидкость. Но при попытках понять, что с ней происходит при дальнейшем охлаждении, модели «зависали».

Физики решили объединить усилия с искусственным интеллектом: разработали алгоритм и отметили новые закономерности в поведении системы, которые ранее не замечали. Подсказки ИИ помогли изменить параметры модели и «разогреть» систему в обратном направлении, что и стало подтверждением существования новой магнитной фазы. Понятнее стали и ее свойства.

Такой подход открывает пути к решению иных фундаментальных задач физики твердого тела, к пониманию самых глубоких и загадочных явлений природы.