Dev Gezegenlerin İçindeki Maddeyi Anlamak İçin Yapay Zeka Kullanıldı

Hidrojen, evrendeki en basit ve en yaygın elementtir. Yıldızlar ve dev gezegenler hidrojenden oluşmuştur. Hidrojen aynı zamanda bazı şaşırtıcı özelliklere de sahip, çok garip bir elementtir. Dev gezegenlerin içindeki hidrojen hakkında ilginç bir olgu vardır: inanılmaz yoğunluklar altında hidrojen gaz bir metale dönüşür.

Metalik hidrojen, elementin yeterince anlaşılmayan bir aşamasıdır ve incelenmesi zordur, ancak Nature'da yayınlanan yeni bir makale, önemli bir gelişme bildirmektedir. Cambridge Üniversitesi, IBM Research ve EPFL'den araştırmacılar, bu tuhaf fazın nasıl oluştuğunu anlamak için kuantum mekaniği ile birleştirilmiş makine öğrenme tekniği kullandılar.

Hidrojen, dev gezegenlerin yüzeyinde moleküler bir gaz olarak kalır. Ancak derinliklerinde aşırı sıkıştırma altında hidrojen moleküllerinin içindeki kovalent bağlar kopar ve hidrojen gazı elektriği ileten bir metal haline gelir. Bu geçişin ani olmadığına inanılıyor. Aşırı basınç altındaki hidrojen, aniden metalik formuna dönüşmez. Kullanılan yapay zeka algoritması, moleküler hidrojenden atomik hidrojene geçişin kademeli ve pürüzsüz olduğunu öne sürüyor.

"Metalik hidrojenin varlığı bir asır önce teorize edildi, ancak bir laboratuvar ortamında dev bir gezegenin iç kısmındaki aşırı basınç koşullarını yeniden yaratmadaki zorluklardan ve muazzam büyüklükteki dev bir gezegenin içindeki aşırı basınç koşullarının yeniden yaratılmasındaki zorluklar nedeniyle bu sürecin nasıl gerçekleştiğini bilmiyoruz.” dedi Cambridge'in Cavendish Laboratuvarı'ndan baş yazar Dr. Bingqing Cheng yaptığı açıklamada.

Metalik faza yumuşak geçiş çok önemlidir. Suyun kaynaması ve buhara dönüşmesi, şiddetli veya birinci dereceden bir değişime örnektir. Ayrıca açıkta kalan kritik noktası var. Deniz seviyesindeki basınçta suyun 100°C'de kaynadığını biliyoruz. Genellikle yoğun hidrojen geçişinin birinci dereceden olduğu varsayılır, ancak hidrojen atomları arasındaki etkileşimi taklit etmek için makine öğrenimini kullanarak durumun böyle olmadığını keşfettiler. Cheng, "Şaşırtıcı bir sonuca ulaştık ve yoğun hidrojen sıvısında birinci dereceden bir yerine sürekli bir molekülerden atomik geçişe dair kanıt bulduk" dedi.

Yumuşak bir geçiş, açıkta kalan bir kritik nokta yerine gizli bir kritik noktanın var olduğunu gösterir. Bu genellikle diğer olağandışı olgulara neden olur ve gaz devlerinin içinde neler olup bittiğini açıklamaya yardımcı olabilir.

Metalik hidrojenin deneysel olarak yaratılması, keşif iddialarının reddedildiği tartışmalı bir araştırma alanı olmuştur. Bu durum deney düzenekleri için sınırlayıcı bir koşul olsa da, 5 milyon atmosferin üzerindeki bir basınçta gerçekleşmesi beklenmektedir.

Simülasyonlar daha iyi sonuç vermedi, aşırı metale dönüşme koşulları altında hareket eden hidrojen atomlarının davranışını destekleyen kuantum ve istatistiksel mekanik denklemi, en gelişmiş süper bilgisayar için bile çok fazlaydı. İşte burada makine öğrenimi devreye giriyor. Bu yaklaşım, ekibin hesaplama yeteneklerinin ötesine geçmeden gerçekliğin giderek daha doğru bir tanımını elde ederek simülasyonu döngüsel olarak iyileştirmesine izin verdi.

 

Kaynak:

https://www.iflscience.com/physics/ai-used-to-understand-the-incredible-state-of-matter-found-inside-giant-planets/