Учёные из Института им. Л. Д. Ландау РАН, где проводятся теоретические физические исследования, совместно с исследователями НИУ ВШЭ разработали инновационный метод изучения фазовых переходов вещества. В качестве модельного процесса они выбрали плавление льда.
Исследователи задействовали вычислительные мощности суперкомпьютера НИУ ВШЭ cHARISMa. Благодаря этому, учёные «заморозили» систему в точке фазового перехода (когда лёд и вода сосуществуют одновременно); повторили моделирование тысячи раз, получив массив уникальных конфигураций системы на границе перехода. Следующим шагом команда использовала план глубокого обучения машины для классификации трёх состояний системы: чистая вода, чистый лёд и их смесь. Это стало прогрессом, так как ранее методы позволяли различать лишь две фазы, а новый приём даёт возможность подробно изучить поведение вещества в критической точке. До сих пор точная оценка вероятности нахождения системы в конкретной фазе при критической температуре оставалась невозможной. Её решение открывает перспективы для фундаментальной науки (понимание механизмов фазовых переходов), а также для материаловедения (создание сплавов с эффектом памяти формы, инновационных полимеров и др.).
Лев Щур, доктор физико‑математических наук, заведующий лабораторией вычислительной физики НИУ ВШЭ и главный научный сотрудник ИТФ им. Л. Д. Ландау РАН, отметил, что сочетание суперкомпьютерного моделирования для генерации данных и методов машинного обучения позволило глубоко вникнуть в суть фазового перехода первого рода. Созданный метод найдёт применение в проектировании материалов для робототехники, микроэлектроники, космических технологий и других высокотехнологичных отраслей.
***
Источник: iz.ru