Новый метод сократил время расчетов с 20 лет до одного часа

Ученые из Технического университета Чалмерса (Швеция) предложили новый метод вычисления свойств атомных ядер. Расчеты настолько сложные, что мощному компьютеру потребовалось бы на них 20 лет, теперь могут быть выполнены за час на обычном ноутбуке.

Работа опубликована в журнале Physics Letters B, коротко о ней рассказывает EurekAlert.

Новый подход основан на концепции, называемой эмуляцией, где приблизительный расчет заменяет полные и более сложные вычисления. Однако сокращение пути дает практически точное решение. Этот метод напоминает алгоритмы машинного обучения, но в действительности это совершенно новый инструмент, который открывает широкие возможности для фундаментальных исследований в таких областях, как ядерная физика.

В эмуляции используется так называемое продолжение собственного вектора (eigenvector continuation, EVC). Это позволяет имитировать многие квантово-механические свойства атомных ядер с невероятной скоростью и точностью. Вместо того чтобы напрямую решать трудоемкую и сложную задачу многих тел снова и снова, исследователи используют преобразование в специальное подпространство и очень быстро получают приблизительные решения.

Однако главное достоинство нового эмулятора — это способность генерировать решения, которые на 99% точны.

«По сравнению с нашими предыдущими методами кажется, что теперь мы выполняем вычисления с молниеносной скоростью, — отметил руководитель исследования Андреас Экстрём, доцент кафедры физики. — Мы надеемся еще улучшить метод эмуляции и выполнять расширенный статистический анализ наших квантово-механических моделей. С помощью этого метода мы, похоже, можем достичь результатов, которые ранее считались невозможными».

В ядерной физике метод эмуляции EVC позволит исследовать самые разные темы — от нейтронных звезд и их свойств до внутренней структуры и распада ядер, а также внесет важный вклад в астрофизику, атомную физику и физику элементарных частиц.

Однако методика не ограничивается атомными ядрами, и в настоящее время исследователи изучают различные возможности ее приложения.

Фото: Shutterstock

Играет ли Бог в кости: что такое квантовая запутанность

Предложена новая форма таблицы периодических элементов