این فاز هیدروژن جامد جدید، که توسط یک تیم بین المللی از محققان کشف شده است، از مدلی از نمایش مولکول های هیدروژن در شرایط شدید پیروی می کند. شکل آنها از کره هایی که مانند یک توده پرتقال چیده شده بودند به چیزی شبیه یک تخم مرغ تغییر کرد.
هیدروژن معمولاً برای تشکیل حالت جامد به دماهای بسیار پایین و فشارهای بسیار بالا نیاز دارد. از طریق مطالعه جدید یادگیری ماشینی در مورد این تغییر فاز خاص، دانشمندان به طور تصادفی به آرایش مولکولی جدیدی دست یافتند.
اسکات جنسن، فیزیکدان دانشگاه ایلینویز و یکی از محققین این مطالعات، می‌گوید: ما با هدف کمتر جاه‌طلبانه اصلاح نظریه آنچه در مورد آن می‌دانیم، شروع کردیم. متاسفانه، یا شاید خوشبختانه، هیدروژن این رفتار جدید را نشان داد. در واقع، این رفتار در دماها و فشارهای بالا غالب است، چیزی که در نظریه قدیمی ذکر نشده است.
یک الگوریتم یادگیری ماشین به روز شده نقش مهمی در این تحقیق ایفا کرد. این الگوریتم توانست به جای صدها مطالعه زیاد در مورد پدیده های کوانتومی، اعمال هزاران اتم را مدل کند. محققان از یک نسخه بهبود یافته از تکنیک کوانتومی مونت کارلو (QMC) استفاده کردند. اساساً، این روش از نمونه‌گیری تصادفی و احتمال ریاضی برای بررسی نحوه رفتار گروه‌های بزرگ اتم‌ها به طور جمعی استفاده می‌کند.
سپس از روش محاسباتی دوم برای تأیید نتایج استفاده شد. همانطور که یافته ها نشان می دهد، تکنیک کوانتومی پیشرفته مونت کارلو همانطور که در نظر گرفته شده است کار می کند.
دیوید کاپرلی، فیزیکدان دانشگاه ایلینویز، می گوید: “با مدل یادگیری ماشینی، می توانیم از دقیق ترین روش ها بهره ببریم و ببینیم واقعا چه اتفاقی می افتد.”
به بیان ساده، مؤلفه یادگیری ماشین دقت و دامنه شبیه‌سازی‌هایی را که دانشمندان می‌توانند با استفاده از داده‌های موجود و شبیه‌سازی‌های قبلی اجرا کنند، بهبود بخشیده است تا شبیه‌سازی‌های آینده را در برآوردهای خود دقیق‌تر کنند.
در حال حاضر، هنوز خیلی زود است که بدانیم این فاز جدید هیدروژن جامد چه معنایی دارد، و آزمایش‌ها و شبیه‌سازی‌های بیشتری برای درک بیشتر مورد نیاز است. با این حال، مطالعه سیارات غنی از هیدروژن مانند مشتری و زحل تنها یک حوزه است که این درک اضافی می تواند مفید باشد.
منبع: دیجیاتو