Разработан способ заглядывать внутрь материалов с субатомными частицами

Алгоритм для обучения компьютеров анализу сигналов от субатомных частиц, встроенных в современные материалы разработала школа физических наук Кентского университета в сотрудничестве с Советом по науке и технологиям (STFC) и университетами Кардиффа, Дарема и Лидса, 18 мая сообщает phys.

Частицы, называемые мюонами, производятся в больших ускорителях частиц и имплантируются внутрь образцов материалов для исследования их магнитных свойств. Мюоны уникально полезны, поскольку они магнитно соединяются с отдельными атомами внутри материала, а затем излучают сигнал, обнаруживаемый исследователями для получения информации об этом магнетизме.

Эта способность исследовать магнетизм в атомном масштабе делает измерения на основе мюонов одним из самых мощных способов исследования магнетизма в электронных материалах, включая «квантовые материалы», такие как сверхпроводники и другие экзотические формы материи.

Поскольку невозможно вывести, что происходит в материале, простым исследованием сигнала, исследователи обычно сравнивают свои данные с общими моделями. Напротив, нынешняя команда адаптировала метод науки о данных, называемый анализом главных компонентов (PCA), который часто используется в распознавании лиц.

Исследователи адаптировали технику PCA для анализа сигналов, посылаемых мюонами, встроенными в сложные материалы, обучая алгоритм для различных квантовых материалов, используя экспериментальные данные, полученные в нейтронном и мюонном источнике ISIS лаборатории Резерфорда Эпплтона STFC.

Результаты показали, что новый метод столь же эффективен при обнаружении фазовых переходов, как и стандартный метод, и в некоторых случаях может обнаруживать переходы, выходящие за рамки возможностей стандартного анализа.