查尔莫斯理工大学的米娅·哈勒德·帕尔格伦 物理学家开发了一种新方法，能够以闪电般的速度模拟复杂的计算
这可能会对原子核和中子星等强相互作用物质的量子特性产生新的见解
学分:安德烈亚斯·埃克斯特罗姆和日元·斯特兰德奎斯特/查尔莫斯理工大学 在一台功能强大的台式电脑上完成一项复杂到需要20年的计算，现在在一台普通的笔记本电脑上一个小时就可以完成
查尔莫斯理工大学的物理学家安德烈亚斯·埃克斯特罗姆和他的国际研究同事一起设计了一种新方法，可以非常快速地计算出原子核的性质
新的方法基于一个叫做仿真的概念，用一个近似的计算代替一个完整的更复杂的计算
尽管研究人员正在走捷径，但解决方案最终几乎完全相同
这让人想起机器学习的算法，但最终研究人员设计了一种全新的方法
它为核物理等领域的基础研究开辟了更多的可能性
“现在我们可以用这种方法模拟原子核，我们有了一个全新的工具来构建和分析原子核内质子和中子之间力的理论描述，”研究负责人安德烈亚斯·埃克斯特罗姆说，他是查尔莫斯大学物理系的副教授
理解我们存在的基础 这个主题可能听起来很合适，但事实上它是理解我们的存在和可见物质的稳定性和起源的基础
大多数原子质量位于原子的中心，在一个叫做原子核的密集区域
原子核的组成粒子，质子和中子，被一种叫做强力的东西结合在一起
尽管这种力量对我们的生存至关重要，但没有人确切知道它是如何运作的
为了增加我们的知识和阐明可见物质的基本性质，研究人员需要能够非常精确地模拟原子核的性质
安德烈亚斯·埃克斯特伦和他的同事们正在进行的基础研究为从中子星及其性质到原子核的最内部结构和衰变等诸多主题带来了新的曙光
核物理的基础研究也为天体物理学、原子物理学和粒子物理学提供了重要的信息
强核相互作用的100，000个不同参数的氧同位素16-0的能量和半径图
使用这种新方法，结果在几分钟内就可以在标准笔记本电脑上生成
虚线表示实验数据的值
学分:安德烈亚斯·埃克斯特罗姆和日元·斯特兰德奎斯特/查尔莫斯理工大学 向全新的可能性敞开大门 “我非常兴奋能够如此准确高效地进行计算
与我们以前的方法相比，感觉我们现在是在以闪电般的速度计算
在我们查尔莫斯正在进行的工作中，我们希望进一步改进仿真方法，并对我们的量子力学模型进行高级统计分析
通过这种模拟方法，我们似乎可以获得以前认为不可能的结果
安德烈亚斯·埃克斯特罗姆说:“这无疑为全新的可能性打开了大门。”
更多关于数学捷径 新的仿真方法是基于所谓的特征向量延拓(EVC)
它允许以令人难以置信的速度和精度模拟原子核的许多量子力学特性
研究人员没有一遍又一遍地直接解决耗时且复杂的多体问题，而是创造了一种数学捷径，使用一种到特殊子空间的变换
这使得有可能利用一些精确解，以便更快地获得近似解
如果模拟器运行良好，它生成的解决方案几乎与原始问题的解决方案完全相同——大约99%
这在许多方面与机器学习中使用的原理相同，但它不是神经网络或高斯过程——一种全新的方法支撑着它
EVC模拟方法并不局限于原子核，研究人员目前正在进一步研究不同类型的应用
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