انجام محاسبات فیزیكی با سرعت نور
به گزارش وبلاگ آفتاب محاسباتی که به حدی پیچیده است که ۲۰ سال زمان می برد تا توسط یک کامپیوتر صورت گیرد، حالا توسط یک لپ تاپ معمولی در عرض یک ساعت انجام می گیرد.
به گزارش وبلاگ آفتاب به نقل از ایسنا و به نقل از یورک آلرت، آندریاس اکستروم(Andreas Ekström) فیزیکدان از دانشگاه فناوری چالمرز(Chalmers)، به همراه همکاران تحقیقاتی بین المللی اش متد جدیدی را برای محاسبه فوق سریع خصوصیات هسته های اتم طراحی نموده اند.
این رویکرد جدید برپایه مفهومی به نام "شبیه سازی" است. به صورتی که محاسبه ی تقریبی جای محاسبه ی کامل و پیچیده را می گیرد. باآنکه محققان از نوعی میانبر استفاده می نمایند اما نتایج حاصل حدودا مشابه و دقیق است. این روش یادآور الگوریتم های یادگیری ماشین است، اما در نهایت محققان روشی کاملا جدید طراحی نموده اند که دریچه های بیشتری به روی تحقیقات بنیادی در زمینه ی فیزیک هسته ای باز می کند.
آندریاس اکستروم می گوید: حالا که می توانیم به وسیله ی این روش هسته ی اتم را شبیه سازی نماییم، ابزاری کاملا جدید برای ساخت و تجزیه و تحلیل نظریات در مورد نیروهای بین پروتون ها و نوترون های درون هسته در اختیار داریم.
اساس درک وجودیت ما
این مورد برای فهم ماهیت وجودی ما، منشأ و ثبات مواد قابل مشاهده اساسی است. بیشتر جرم اتم در مرکز آن قرار دارد در قسمتی متراکم به نام هسته. ذرات تشکیل دهنده ی هسته، پروتون و نوترون ها هستند که به وسیله ی نیروی قوی در کنار هم نگه داشته می شوند. باآنکه این نیرو برای وجود ما بسیار ضروریست اما هیچ کس نمی داند که چگونه عمل می کند؟ برای افزایش دانش ما و کشف خصوصیات اساسی ماده مرئی محققان باید بتوانند خصوصیات هسته اتم را با دقت زیاد مدل سازی کنند.
تحقیقات بنیادی که آندریاس اکستروم و همکارانش انجام می دهند به روشن شدن موضوعاتی مثل ستاره های نوترونی و خصوصیت هایشان و همینطور ساختارهای درونی هسته اتم و نحوه نابودی آن کمک می نماید. تحقیقات بنیادی در زمینه ی فیزیک هسته ای به افزایش اطلاعات در زمینه ی اخترفیزیک، فیزیک اتمی و فیزیک ذرات هم کمک می نماید.
باز شدن دریچه هایی جدید به روی ناممکن ها
آندریاس اکستروم می گوید: من بسیار هیجان زده هستم که می توان محاسباتی با چنین دقت و کارایی انجام داد. در مقایسه با روش های قبلی، ما احساس می نماییم که حالا محاسباتمان را با سرعت نور انجام می دهیم. امیدواریم در طول تحقیقاتمان بتوانیم روش "شبیه سازی" را بیشتر بهبود ببخشیم و تجزیه و تحلیل آماری پیشرفته ای در مورد مدلهای مکانیکی کوانتوم انجام دهیم. با این روش شبیه سازی به نظر می آید که می توانیم به نتایجی دست یابیم که قبلاً غیر ممکن قلمداد می شدند. و این مورد بطور قطع دریچه ای برای ممکن شدن موضوعات بعدی است.
کمی بیشتر در مورد میانبر ریاضیاتی
این روش جدید مبتنی بر چیزی به نام بُردار ویژه ادامه دار(eigenvector continuation) است و امکان شبیه سازی خیلی از خصوصیات مکانیکی کوانتوم هسته های اتمی را با سرعت و دقت باورنکردنی فراهم می آورد. محققان به جای حل مستقیم و مکرر مسائل وقت گیر و پیچیده، یک میانبر ریاضی بوجود آورده اند که این امکان را می دهد تا با استفاده از چند چاره دقیق با سرعت بیشتری به راهکارهای تقریبی دست یابند.
اگر این روش به خوبی کار کند، چاره هایی بوجود می آورد که تقریباً دقیقاً ۹۹ درصد شبیه به راهکارهای مشکل اصلی هستند. این مورد از بسیاری جهات شبیه به اصول مورد استفاده در یادگیری ماشین است، اما این یک شبکه عصبی یا یک فرآیند گاوسی نیست بلکه یک روش کاملاً جدید است. این روش محدود به تحقیقات هسته های اتمی نیست و محققان هم اکنون به دنبال انواع مختلف کاربردهای آن هستند.
منبع: aftablog.ir
itemprop="bestRating">5
1134
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب