使用生成分类器映射相图

作者：Oliver Morsch

作者：Oliver Morsch

由巴塞尔大学 Christoph Bruder 教授领导的研究小组与麻省理工学院 (MIT) 的同事共同开发了一种计算物理系统相图的新方法。

Christoph Bruder 教授

相图很难计算

相图是物理学的基础。它们描述了材料可以存在的状态 - 例如，水可以以冰、液体或蒸汽的形式存在。在这些相之间，相变取决于温度或压力等特定量。这些转变有不同的类型 - 例如，它们发生在普通电导体和超导体之间，或者从非磁性状态到铁磁性状态。

“然而，计算相图很困难，需要研究人员具备大量的先验知识和直觉，”Bruder 团队的博士生 Julian Arnold 说。问题在于固体或液体由非常多的粒子（原子或分子）组成。这些粒子相互作用，这意味着它们相互吸引或排斥；它们形成所谓的多体系统。材料的整体状态有很多种可能——以粒子的位置为特征，但也包括其他属性，例如自旋的方向，这表明磁化方向。

“过去，相图通常是通过借助神经网络对这些状态进行分类来计算的，”Bruder 解释道。这大致类似于图像识别，其中算法试图区分猫和狗的图像。在这种情况下，算法会计算特定图像显示猫或狗的可能性并据此做出决定。

得益于生成模型，速度更快

参考

使用生成分类器绘制相图 Julian Arnold、Frank Schäfer、Alan Edelman 和 Christoph Bruder arXiv 版本

巴塞尔大学