Среда, 12 февраля, 2025

Прорывное исследование свойств водородного флюида с применением искусственного интеллекта

-

Фото: naked-science.ru

В престижном издании The Journal of Chemical Physics опубликованы результаты инновационного исследования, посвященного изучению уникальных свойств водородного флюида. Ученые успешно применили передовые методы машинного обучения для анализа перехода водорода из молекулярного состояния в металлическое при высоком давлении. Важное открытие 2020 года о необычном усилении диффузии водорода под давлением послужило отправной точкой для углубленного исследования этого явления.

Исследовательская группа разработала революционный подход, объединяющий искусственный интеллект и классическую молекулярную динамику. Это позволило преодолеть ограничения традиционных методов и получить беспрецедентно точные результаты при моделировании поведения водородного флюида в масштабных системах.

Вячеслав Лукьянчук, перспективный молодой ученый из Центра вычислительной физики МФТИ, поделился информацией об инновационной методике: «В основе нашего исследования лежит создание уникального межатомного потенциала. В сотрудничестве с доктором Николаем Щелкачевым мы разработали высокоточную модель DeepMD, которая революционизирует процесс расчетов, значительно ускоряя получение результатов».

Созданный исследователями потенциал открывает новые горизонты в квантовых вычислениях, обеспечивая многократное увеличение скорости расчетов при сохранении высочайшей точности. Впервые удалось провести детальный анализ вязкости плотного разогретого водородного флюида, что раньше считалось технически невозможным. Результаты демонстрируют интересную закономерность: при фазовом переходе наблюдается значительное повышение вязкости с последующим снижением при увеличении плотности, что напоминает поведение щелочных металлов.

Гинтарас Гляудялис, талантливый студент МФТИ, подтверждает: «Наши вычисления убедительно показывают динамику изменения вязкости водородного флюида во время фазового перехода».

Николай Кондратюк, руководитель Центра вычислительной физики МФТИ, отмечает перспективность дальнейших исследований: «Мы развиваем гипотезу о сходстве поведения водородного флюида под высоким давлением с характеристиками щелочных расплавов».

Исследование подтвердило существование фазового перехода первого рода в жидком водороде, сопровождающегося кардинальными изменениями физических параметров. Особенно примечательно увеличение коэффициента диффузии при температурах 700-900 К, обусловленное повышением подвижности атомов при распаде молекул водорода. Достоверность результатов подтверждается их соответствием экспериментальным данным и теоретическим расчетам.

Ильнур Саитов из Университета Л’Акуилы подчеркивает универсальность разработанного метода: «Наш подход применим к широкому спектру задач, где традиционные квантовые вычисления оказываются слишком ресурсоемкими».

Команда исследователей не останавливается на достигнутом. «Мы продолжаем совершенствовать модель, планируя учесть квантовые ядерные эффекты, расширить статистическую базу и адаптировать методику для работы с изотопами водорода и другими водородсодержащими системами», — делится планами Николай Кондратюк.

Это международное исследование объединило усилия ученых из ведущих научных центров России и Италии, включая МФТИ, ОИВТ РАН, ИФВД РАН, Университет Л’Акуилы и НИУ ВШЭ.

Источник: naked-science.ru

Похожие новости
Последние новости