去年8月8日,美国国家点火装置(NIF)已经让核聚变输出能量达到了输入能量的70%。昨天,国家点火装置的科学家在《物理评论快报》上发表论文总结了去年的成果,他们已经让核聚变反应突破了劳森点火判据(Lawson Criterion for Ignition)。但他们还没有实现最终的能量收支平衡,当时输入的能量为1.92MJ,聚变反应能量达到了1.37MJ,增益为0.72。另外还有两篇相关论文发表在《物理评论E》上,分别介绍了实验设计和成果验证过程。
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借助AI模拟水结冰
近日,一项发表于《美国科学院院刊》的研究利用人工智能(AI),模拟了冰形成的初始步骤,并实现了量子级准确性。这在此前被认为是难以达到的,因为它需要大量的计算力。在这项新研究中,研究人员利用的是一种叫做深度势能分子动力学(Deep Potential Molecular Dynamics)的计算方法——将从头算分子动力学模拟(ab initio molecular dynamics)与深度神经网络(deep neural networks)结合在一起,通过训练神经网络来解出与单个原子、分子的量子行为相关的方程,即利用量子力学定律预测原子、分子的运动。相比于仅利用从头算分子动力学模拟的方法,他们可以用更低的计算力模拟300 000个原子的运动。此外,他们还会在模拟时加入“晶种”,以便实现水结成冰晶,从而计算冰成核(结冰的初始步骤)的速率。研究人员表示,精准地模拟冰成核有助于提高气象与气候模拟的准确性。
理解恒星形成过程的关键是理解初始质量函数(IMF,initial mass function)。在银河系及其卫星星系中,恒星的初始质量都非常接近,仅在大型椭圆星系的核心区等极端环境下才会有明显的区别,只有1%的新生恒星比太阳重。科学家建立了名为STARFORGE的模拟,研究恒星形成过程。这是首个能在星云尺度上跟踪单个恒星的形成过程,并包含所有相关物理过程的辐射磁流体力学模拟。相关论文发表在《皇家天文学会月刊》上。