Створена система штучного інтелекту, здатна вирішити основне завдання галузі квантової хімії

Дослідники з Берлінського Вільного університету (Freie Universitat Berlin) розробили нову систему штучного інтелекту, здатну обчислювати так зване стандартне стан рівняння Шредінгера. Такий вид рівняння Шредінгера є однією з фундаментальних речей в галузі квантової хімії, за допомогою його рішення стає можливим визначення хімічних і фізичних властивостей молекул на основі даних розташування в просторі атомів, що входять в цю молекулу.

Можливість математичного рішення рівняння Шредінгера позбавило б людство від необхідності проведення ресурсномістких і тривалих лабораторних експериментів. Однак, рішення рівняння є вельми і вельми складним завданням, до останнього часу рішення, що забезпечують достатню точність прогнозів властивостей, були знайдені лише для деяких видів найпростіших молекул певного типу, а рішення рівняння для більш складних довільних молекул не можуть бути обчислені з прийнятним рівнем точності за прийнятне для цього час.

Для того, щоб отримати безпрецедентну на сьогодні комбінацію точності та обчислювальної ефективності дослідники з Німеччини розробили новий принцип глибинного машинного навчання і самонавчання. У їхньому підході використовується те, що одним з основоположних принципів рівняння Шредінгера в квантової хімії є хвильова функція, математичний об’єкт, який повністю визначає поведінку електронів в молекулі.

Основна проблема полягає в тому, що хвильова функція — це дуже багатовимірна математична конструкція і дуже важко охопити абсолютно все її нюанси, що визначають поведінку окремих електронів і їх взаємодію з іншими електронами. Розроблена нейронна мережа не використовує традиційних принцип уявлення хвильових функцій електронів у вигляді набору відносно простих математичних примітивів, замість цього вона вивчає і використовує складні образи хвильової функції на основі даних про розташування та рух електронів біля або навколо ядер атомів молекул.

Вчені відзначають, що специфічною особливістю електронної хвильової функції є високий рівень її асиметрії, наприклад, коли два електрона міняються місцями, знак хвильової функції змінюється на зворотний. Ця особливість і безліч інших подібних спочатку вбудовані в архітектуру нейронної мережі, яка працює на основі відомого принципу виключення Паулі. Через це нова система штучного інтелекту отримала назву «PauliNet» і вчені продовжують роботу над нею, прагнучи підвищити її ефективність, точність результатів до рівня, коли ці результати вже буде можливо використовувати на практиці. Джерело

Над Антарктикою закрилася величезна озонова діра

Над Антарктикою в кінці грудня закрилася озонова діра, що досягла восени 2020 року величезних розмірів, заявив офіційний представник Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО) Клер Нюлліс.

Нюлліс пояснив, що ця озонова діра була однією з найбільших і глибоких, а також закрилася пізніше, ніж зазвичай. З середини серпня 2020 року вона швидко росла і в вересні досягла пікових розмірів в 24,8 мільйона квадратних кілометрів. Розміри і глибина озонової діри пояснюються «сильним, стабільним і холодним полярним вихором і дуже низькими температурами в стратосфері».

У квітні 2020 року величезна озонова діра над Арктикою, яка утворилася в березні, затягнулася самостійно. Діра площею майже мільйон квадратних кілометрів виникла через сильний полярний вихор, а не з вини людини.

В Помпеї розкопали давньоримську закусочну

У місті Помпеї, яке знищило виверження вулкана Везувій, виявили цікавий об’єкт — давньоримську закусочну. Там продавалися і готові страви, і продукти. На «кіоску» навіть збереглися кольорові малюнки.

Треба відзначити, що подібні вуличні закусочні в Помпеях вже знаходили — приблизно 80 штук. Але новий «кіоск» особливий. Вченим вдалося навіть відновити їжу, яку там продавали. Також на прилавку збереглися барвисті фрески.

Дослідники розповіли, що закусочна дозволяє реконструювати картину життя римлян майже 2 тисячі років тому. Вчені дізналися, що помпейскі торговці пропонували людям різні суміші риби та дичини. Тобто, це були рибні страви з м’ясом різних тварин. Дослідники ідентифікували тушки качок, кістки свиней, овець і кіз, птахів і равликів. Причому таку їжу купували прості люди, а не знать.

Вчені з Оксфорда навчилися перетворювати CO2 в реактивне паливо

Команда дослідників з Оксфордського університету зробила ще один крок на шляху до чистої енергії — вони навчилися перетворювати вуглекислий газ в реактивне паливо.

Як повідомило видання Wired, завдяки новій технології вдасться значно знизити негативний вплив авіації на навколишнє середовище, в першу чергу, за рахунок зниження викидів вуглекислого газу, який буде перероблятися в реактивне паливо. На підтвердження цього в журналі Nature Communication опубліковані результати лабораторних дослідів, в ході яких вченим вдалося отримати перші кілька грам такого палива.

Перспектива подібних досліджень очевидна, оскільки обсяги викидів СО2 постійно збільшуються, що призводить до небажаних змін клімату. На думку керівника проекту Оскара Мейерінка, кращий варіант використання такої системи — почати переробляти вуглекислий газ що знаходиться в атмосфері в корисне паливо в промислових масштабах.

Стародавні предки людей намагалися навчитися анабіозу

Відкриття в іспанській печері Sima de los Huesos в Сьєрра-де-Атапуерка породили серед палеоантропологов цікаву і суперечливу гіпотезу. Вони висунули припущення, що далекі предки людини для того, щоб вижити під час холодних і голодних зим, намагалися зануритися в подобу анабіозу, тривалого сну з мінімальним енергоспоживанням. Відразу уточнимо, що це їм не вдалося, але ось сама можливість такої процедури без складних технологій не здається абсурдною.

Здатність впадати в зимову сплячку є і у великих тварин, на зразок ведмедів, і у дрібних гризунів, навіть крокодили можуть зимувати, вмерзнув в лід. Тобто, генетичний базис, фізіологічна можливість повторити це у людей є. Проблема в умовах процесу — навіть при дуже повільному метаболізмі організм все одно витрачає енергію. Тому ведмідь активно відгодовується перед сплячкою, набирає величезний жировий запас, а ось тіло людини такий трюк провернути не може.

Жир вкрай важливий для анабіозу, його дефіцит призводить до хвороб після пробудження, що неодноразово спостерігається у тих же ведмедів. Для людини це загрожує рахітом, фіброзним оститом, нирковою остеодистрофію і іншими небезпечними недугами. На кістках останків древніх гомінідів в іспанській печері як раз і знайдені такі сліди, плюс незрозумілі ознаки вибухового зростання у підлітків. Нібито вони по півроку не росли взагалі, а потім «наздоганяли» відставання за лічені місяці.

Головна складність цього дослідження — вік останків, який перевищує 430 000 років. Це гомініди, але не факт, що вони були нашими прямими предками. Бути може, в давнину ці істоти дійсно збиралися напередодні зими в глибоких печерах зі стабільним мікрокліматом і засипали всім плем’ям на кілька місяців. Це не йшло їм на користь, вони сильно боліли після пробудження, зате такий спосіб зимівлі дозволяв уникнути голодної смерті більшості членів спільноти.

Названо термін неминучої кліматичної катастрофи

Вчені Університету Макгілла в Канаді назвали термін, коли критичний поріг кліматичних змін буде пройдений з неминучими катастрофічними наслідками. Про це повідомляється в статті, опублікованій в журналі Climate Dynamics.

Дослідники проаналізували історичні дані про клімат, щоб з високою точністю визначити його чутливість до концентрацій вуглекислого газу. Вони розробили модель Scaling Climate Response Function (SCRF) для прогнозування температури Землі до 2100 року. Дана модель дозволяє зменшити невизначеність прогнозу приблизно на 50 відсотків у порівнянні з прогнозами МГЕЗК, які засновані на теоретичному розумінні взаємодії між атмосферою, океаном, льодом, поверхнею Землі і сонячним теплом.

Головним недоліком кліматичної моделі МГЕЗК був широкий розкид передбачених значень температури при збільшенні концентрації вуглекислого газу. Так, якщо концентрація подвоїться, то середня глобальна температура, відповідно до пророкування, підвищиться на 1,9-4,5 градуса Цельсія.

Згідно з результатами моделювання, небезпечний поріг буде пройдений в період між 2027 і 2042 роками. За оцінками МГЕЗК, цей же поріг буде пройдений до 2052 року. При цьому температура неминуче підвищиться на більш ніж 1,5 градуса Цельсія. Хоча це підвищення відповідає помірним змінам, наслідки проте будуть катастрофічними через різке збільшення кількості стихійних лих, а також їх сили.

Exit mobile version