【{$randkws}】LLNL科学家使用机器学习研究冰巨星——天王星和海王星中“超离子水”现象 - {$web_name} 超离子水是水的一个阶段

LLNL科学家使用机器进修探究冰巨星——天王星和海王星中“超离子水”现象
（神秘的地球uux.cn报导）据cnBeta：外媒报导，天王星和海王星的内部所含水量大约是地球海洋的5万倍，一种被称为“超离子水”的水被觉得稳定存在于超过天王星和海王星半径约三分之一处的深度中。超离子水是水的一个阶段，其中氢原子变成液态，而氧原子在晶格上维持固态。官方郭德纲消息尽管超离子(superionic)态在30多年前就被提出来了，但它的光学特性和氧晶格只是在最近由劳伦斯利弗莫尔全国评测室（LLNL）的Marius Millot和Federica Coppari在评测中精确测量的，这种热“黑冰”的许多特性依然是未知的。
LLNL的科学家们开发了一种新的方法，使用机器进修过去所未有的分辨率探究“超离子水”的相行为。科学家称，埋藏在行星核心深处的本周悬疑片Tips，宇宙中的大若干水或许是“超离子水”。知晓它的热力学和传输特性对行星科学至关重大，但却很难经由评测或理论来探测。
在冰巨星行星中察觉的压力和温度下，第一原理分子动力学（FPMD）模拟预测这种水的大若干处于超离子态。但是武汉教育政策资讯，这种量子力学模拟传统上仅限于较短的模拟时间（10几皮秒）和较小的操控系统规模（100多个原子），导致相界位置的重大不确定性，如熔化线。
在超离子水的评测中，样品的筹备是相当具有考验性的：氢的位置无法确定，动向压缩评测中的关于抢先体验，解读温度测量也不直接。通常状况下，评测在设计阶段和阐释结局时都会受益于量子分子动力学模拟提供的推动。
在最近的探究中，该团队经由运用机器进修技术从量子力学计算中进修原子相互作用，在处理大操控系统规模和长时间尺度的能力上获得了飞跃。然后，他们使用该机器进修的潜力来驱动分子动力学，并使先进的自由能采样方法得以使用，以精确确定相界。
LLNL物理学家Sebastien Hamel说：“我们使用机器进修和自由能方法来克服量子力学模拟的局限性，并刻画极端条件下水的氢研究、超离子过渡和水在极端条件下的相行为，”他是发表在《自然-物理学》上的论文的共同作者。
探究小组察觉，与现有评测观测结局一致的相界有助于解决冰巨星内部的绝缘冰、各异的超离子相和液态水的比例。
兴办有效的相互作用势，维持量子力学计算的精确性是一项艰巨的任务。这里开发的框架是通用的，可以用来察觉或刻画其他繁琐的材料，如电池电解质、塑料、惯性约束聚变（ICF）胶囊中使用的纳米晶金刚石，以及与行星科学有关的氨、盐、碳氢化合物、硅酸盐和有关混合物的新相。
Hamel说：“我们对超离子水的定量理解为天王星和海王星等行星的内部结构、演变和磁场以及越来越多的冰冷系外行星提供了启示。”