21:54
Comentarii Adauga Comentariu

_ Sarcina clasificării magnetice pare dintr-o dată mai ușoară, datorită învățării automate

_ Sarcina magnetică clasificarea pare dintr-o dată mai ușoară, datorită învățării automate

Cunoașterea structurii magnetice a materialelor cristaline este esențială pentru multe aplicații, inclusiv stocarea datelor, imagistica de înaltă rezoluție, spintronica, supraconductivitate și calculul cuantic. Cu toate acestea, informații de acest fel sunt greu de găsit. Deși structurile magnetice pot fi obținute din studiile de difracție și împrăștiere a neutronilor, numărul de mașini care pot susține aceste analize - și timpul disponibil la aceste instalații - este sever limitat.

Ca urmare, structurile magnetice ale doar aproximativ 1.500 de materiale elaborate experimental au fost tabulate până în prezent. Cercetătorii au prezis și structurile magnetice prin mijloace numerice, dar sunt necesare calcule lungi, chiar și pe supercalculatoare mari, de ultimă generație. Mai mult, aceste calcule devin din ce în ce mai costisitoare, cererea de energie crescând exponențial, pe măsură ce dimensiunea structurilor cristaline luate în considerare crește.

Acum, cercetătorii de la MIT, Harvard University și Clemson University - conduși de Mingda Li, profesor asistent MIT de știință și inginerie nucleară, și Tess Smidt, profesor asistent MIT de inginerie electrică și informatică, au găsit o modalitate de a eficientiza acest proces prin utilizarea instrumentelor de învățare automată. „Aceasta ar putea fi o abordare mai rapidă și mai ieftină”, spune Smidt.

Rezultatele echipei au fost publicate recent în jurnalul iScience. O caracteristică neobișnuită a acestei lucrări, în afară de descoperirile sale noi, este că primii săi autori sunt trei studenți MIT - Helena Merker, Harry Heiberger și Linh Nguyen - plus un doctorat. student, Tongtong Liu.

Merker, Heiberger și Nguyen s-au alăturat proiectului ca primii ani în toamna anului 2020 și li s-a pus o provocare considerabilă: să proiecteze o rețea neuronală care să poată prezice structura magnetică a cristalinului. materiale. Totuși, ei nu au început de la zero, ci au folosit în schimb „rețele neuronale euclidiene echivalente” care au fost co-inventate de Smidt în 2018. Avantajul acestui tip de rețea, explică Smidt, „este că nu vom obține o altă rețea. predicție pentru ordinea magnetică dacă un cristal este rotit sau translatat, despre care știm că nu ar trebui să afecteze proprietățile magnetice.” Această caracteristică este deosebit de utilă pentru examinarea materialelor 3D.

Elementele structurii

Grupul MIT a folosit o bază de date de aproape 150.000 de substanțe compilată de Proiectul Materiale de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley , care a furnizat informații referitoare la aranjarea atomilor în rețeaua cristalină. Echipa a folosit această intrare pentru a evalua două proprietăți cheie ale unui material dat: ordinea magnetică și propagarea magnetică.

Determinarea ordinii magnetice implică clasificarea materialelor în trei categorii: feromagnetice, antiferomagnetice și nemagnetice. Atomii dintr-un material feromagnetic acționează ca niște mici magneți cu proprii lor poli nord și sud. Fiecare atom are un moment magnetic, care se îndreaptă de la polul său sud spre nord. Într-un material feromagnetic, explică Liu, „toți atomii sunt aliniați în aceeași direcție – direcția câmpului magnetic combinat produs de toți”. Într-un material antiferomagnetic, momentele magnetice ale atomilor sunt îndreptate într-o direcție opusă celei a vecinilor lor - anulându-se unul pe celălalt într-un model ordonat care produce magnetizare zero în general. Într-un material nemagnetic, toți atomii ar putea fi nemagnetici, neavând niciun moment magnetic. Sau materialul ar putea conține atomi magnetici, dar momentele lor magnetice ar indica în direcții aleatorii, astfel încât rezultatul net, din nou, este magnetism zero.

Conceptul de propagare magnetică se referă la periodicitatea structurii magnetice a unui material. Dacă vă gândiți la un cristal ca la un aranjament 3D de cărămizi, o celulă unitară este cel mai mic bloc de construcție posibil - cel mai mic număr și configurație de atomi care pot alcătui o „cărămidă” individuală. Dacă momentele magnetice ale fiecărei celule unitare sunt aliniate, cercetătorii MIT au acordat materialului o valoare de propagare de zero. Cu toate acestea, dacă momentul magnetic își schimbă direcția și, prin urmare, se „propagează”, în deplasarea de la o celulă la alta, materialului i se dă o valoare de propagare diferită de zero.

O soluție de rețea

Atât de goluri. Cum pot instrumentele de învățare automată să ajute la atingerea acestora? Primul pas al studenților a fost să ia o parte din baza de date Materials Project pentru a antrena rețeaua neuronală pentru a găsi corelații între structura cristalină a unui material și structura sa magnetică. Elevii au învățat, de asemenea, prin presupuneri educate și încercări și erori, că au obținut cele mai bune rezultate atunci când au inclus nu doar informații despre pozițiile rețelei atomilor, ci și greutatea atomică, raza atomică, electronegativitatea (care reflectă tendința unui atom). pentru a atrage un electron) și polarizabilitatea dipolului (care indică cât de departe este electronul de nucleul atomului). În timpul procesului de antrenament, un număr mare de așa-numitele „greutăți” sunt reglate fin în mod repetat.

„O greutate este ca coeficientul m din ecuația y = mx + b”, explică Heiberger. „Desigur, ecuația reală (sau algoritmul) pe care o folosim este mult mai dezordonată, cu nu doar un coeficient, ci poate o sută; x, în acest caz, sunt datele de intrare și alegeți m astfel încât y să fie prezis cel mai precis . Și uneori trebuie să schimbați ecuația în sine pentru a obține o potrivire mai bună.”

Urmează faza de testare. „Greutățile sunt păstrate așa cum sunt”, spune Heiberger, „și comparați predicțiile pe care le obțineți cu valorile stabilite anterior [găsite și în baza de date Materials Project].”

Așa cum este raportat în iScience, modelul a avut o precizie medie de aproximativ 78 la sută și, respectiv, 74 la sută, pentru a prezice ordinea și propagarea magnetică. Precizia pentru prezicerea ordinii materialelor nemagnetice a fost de 91 la sută, chiar dacă materialul conținea atomi magnetici.

Tracerea drumului de urmat

Investigatorii MIT cred că această abordare ar putea fi aplicată la mari dimensiuni. molecule ale căror structuri atomice sunt greu de deslușit și chiar aliajelor, cărora le lipsesc structurile cristaline. „Strategia este de a lua o celulă unitară cât mai mare – cât mai mare eșantion – și de a încerca să o aproximați ca un cristal oarecum dezordonat”, spune Smidt.

Lucrarea actuală, au scris autorii, reprezintă un pas către „rezolvarea marii provocări a determinării complete a structurii magnetice”. „Structura completă” în acest caz înseamnă determinarea „momentelor magnetice specifice ale fiecărui atom, mai degrabă decât modelul general al ordinii magnetice”, explică Smidt.

„Avem matematica în loc pentru a lua acest lucru. mai departe", adaugă Smidt, "deși există câteva detalii dificile de rezolvat. Este un proiect pentru viitor, dar unul care pare să fie la îndemână."

Studenții nu vor participa la asta. efort, după ce și-au încheiat deja munca în această întreprindere. Cu toate acestea, toți au apreciat experiența de cercetare. „A fost grozav să urmăm un proiect în afara sălii de clasă, care ne-a oferit șansa de a crea ceva interesant care nu exista înainte”, spune Merker.

„Această cercetare, condusă în întregime de studenți, a început în 2020. când erau în primii ani... Această lucrare demonstrează cum putem extinde experiența de învățare din primul an pentru a include un produs de cercetare real”, adaugă Li. „A fi capabil să susțină acest tip de colaborare și experiență de învățare este ceea ce se străduiește fiecare educator. Este minunat să vezi că munca lor grea și angajamentul au ca rezultat o contribuție în domeniu.”

„Aceasta a fost într-adevăr o experiență care a schimbat viața”, este de acord Nguyen. „M-am gândit că ar fi distractiv să combin informatica cu lumea materială. S-a dovedit a fi o alegere destul de bună.”

Această poveste este republicată prin amabilitatea MIT News (web.mit.edu/newsoffice). /), un site popular care acoperă știri despre cercetarea, inovarea și predarea MIT.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Oamenii de știință găsesc noi indicatori ai dezghețului permafrostului din Alaska

Cum te aperi de câinii agresivi. Sfaturile expertului care a salvat un om atacat de 12 câini ciobănești

Rickards: A început al treilea război mondial?

_ Starul lui Dawson's Creek, Kerr Smith, dezvăluie că „lucrează” la un spin-off al serialului clasic pentru adolescenți din anii '90

_ Delilah Belle Hamlin este plină de șic în timp ce arată sânii laterali într-o rochie adâncă

_ Acasă și departe: Cum o ajută Ziggy pe Sophie Dillman să găsească efecte pozitive în endometrioză

_ Revine Cody Simpson în carieră muzicală?

_ SZA pune capăt domniei lui Taylor Swift după șase săptămâni consecutive în topurile australiane ARIA

_ De ce Canalul 10 rămâne de The Traitors pentru încă un sezon

_ Tot ce trebuie să știi despre episodul unsprezece despre Insula Iubirii

_ Starul Gladiatori Wolf „este eliminat în prima rundă a jocului Squid din viața reală”

Distrugerea României de Partidele Slugilor Ciulacu și Ciucă continuă. Vor distruge comunele țării. Aflați câte comune vor să distrugă. Stiri Negre - 26 Jan 2023 14:44:32

SUA. Bidenomics: Raportul PIB dezvăluie a doua cea mai gravă scădere a venitului real disponibil vreodată din 1932

_ Playboy Playboy Kymberly Herrin a murit la 65 de ani, când familia cere donații ale Societății Americane de Cancer

_ Factura de curent de 83.000 euro l-a trimis la urgenţă pe un antreprenor

_ RUPTĂ: Ronna McDaniel a fost declarată câștigătoare a alegerilor pentru președintele RNC (VIDEO)

_ Creditorii FTX vor ca părinții avocati ai SBX Stanford să fie citați în eforturile de recuperare financiară

_ Top 10 descoperiri științifice ciudate și minunate din 2022

_ Kirsten Gillibrand, nervoasă, începe strângerea de fonduri pentru 2024, cu o posibilă amenințare a Senatului Lee Zeldin

_ Terorist într-un atac criminal a ucis șapte persoane și a rănit alții în împușcături la sinagoga din Ierusalim

_ Oamenii de știință folosesc editarea genelor CRISPR pentru a introduce gene de aligator în somn

_ JUST IN: O altă pisare a fișierelor Twitter: Fișierele Twitter expun următoarea mare fraudă media

_ RUPTĂ: Poliția a lansat un videoclip despre atacul lui Paul Pelosi – PELOSI ERA ÎN LENJĂ, ȚINEA O BĂUTURĂ – VIDEO GRAFIC

_ Raport: un reporter educat la Harvard, concediat de la un ziar liberal de top care lucrează acum într-un magazin cu amănuntul

_ „Harvey-Level Bad” — A-Listers de la Hollywood, moguli în panică totală din cauza fișierelor Tell-All

_ DOJ acuză SBF de manipulare a martorilor – DOJ nu depune acuzații – cere doar instanței să-l pună să nu contacteze alți angajați

Ciucă, Ciulacu,Iohannis și alți manglitori ai bunăstării românilor. Cât s-au putut scumpi alimentele în București: prețuri din ce în ce mai greu de suportat

_Gold FM Romania - 28 Jan 2023 11:14:56

_Gold FM Romania - 27 Jan 2023 14:35:48

_ Bradley Cooper ține dulce de mână cu fiica Lea, de 5 ani, într-o excursie la New York

_ Jennifer Lopez dezvăluie experiența „înfricoșătoare” în apropierea morții care a avut loc în timpul filmării Shotgun Wedding

_ Modelul Jodie Kidd încă nu a stabilit o dată pentru nunta ei la mai bine de un an după ce s-a logodit

_ Fanii Emmerdale își iau rămas bun de la Priya după ieșirea ei emoționantă după 12 ani în The Dales

_ Australian Open: Pip Edwards și Ash Barty se înfruntă cap la cap pe terenul de tenis din Melbourne Park

_ Russell Crowe anunță o afacere importantă între Queensland și AACTA Awards

_ Comisia Europeană anunţă lansarea pe orbită a doi sateliţi Galileo care au primit numele unor copii câştigători ai unui concurs de desen

_Gold FM Romania - 25 Jan 2023 14:49:17

Benchmarks CPU și Ierarhia 2023: Diagrame de clasare a procesoarelor

Cea mai flagrantă greșeală: subestimarea Rusiei

Iată ce se întâmplă cu societatea când sistemul eșuează

Dictatura neomarxista din Canada se accentueaza. Proiectul de lege C-26 al Canadei: încă o captare a puterii guvernamentale

SUA. Donald Trump și-a anunțat candidatura la președinția Statelor Unite ale Americii pentru 2024. Cenzură neobolșevică la televiziunile progresiste americane. MSNBC refuză să difuzeze în direct discursul de anunț al lui Trump

_ PSG 5-4 Saudi All-Star XI: Ronaldo are o dotă... dar echipa lui Messi iese învingătoare

_ Rita Ora insistă că rochia pe care a purtat-o ​​pentru You Only Love Me NU a fost rochia ei de mireasă

_ Pete Evans își arată corpul foarte zvelt în timp ce își spală picioarele la Bondi Beach

_ Andy Cohen își cere scuze că a strigat la Larsa Pippen și spune „Nu-mi place să țip la femei”

_ The Bachelors: Channel 10 este mulțumit de emisiune, în ciuda ratingurilor slabe ale televiziunii

_ Modelul de talie plus Robyn Lawley dezvăluie singura întrebare care a transformat-o la o dietă vegană

_ Dean Gaffney anunță că a devenit bunic pentru a doua oară

_ Poliția Capitalei scoate 'artileria grea' pe străzi: Mii de polițiști acționează de Rusalii

_ Trei uciși și patru răniți într-o împușcătură în masă în bogatul cartier Beverly Crest din Los Angeles

_ Şeful DSP Bucureşti spune că e DEZASTRU, în grădinițe: Am ajuns ca un singur caz pozitiv să aibă până la 40 de contacţi direcţi

Maimuța „hibridă” misterioasă îi lasă derutați pe oamenii de știință...

_ Justiția ucraineană a scos în afara legii partidul omului lui Putin, Viktor Medvendciuk: Oligarhul a fost arestat în aprilie în timp ce încerca să fugă din ţară

_ Interviu pentru interogatoriul lui David DePape lansat – Chiar și DePape știa că alegerile din 2020 au fost furate

_ Fostul șef al mărcilor de protecție regală îl consideră pe Prințul Harry un „prost” pentru că a detaliat amenajările palatului în memorii

_ Karine Jean-Pierre refuză să spună de ce Biden părăsește Camp David pentru a merge în Delaware doar pentru o noapte duminică (VIDEO)

_ Starul de baschet al colegiului spune că „mingile i-au explodat” brusc

_ Grupul Marco Polo editează documente pe laptopul lui Hunter Biden?

_ Un cuplu din Carolina de Nord, arestat după ce ar fi exorcizat un copil care a murit mai târziu


Pag.1 Pag.2

Nr. de articole la aceasta sectiune: 103, afisate in 2 pagini.