Inteligența artificială ajută oamenii de știință să dezlege unul dintre cele mai mari mistere ale apei
Postat la: 12.07.2026 |
Comportamentul ciudat al apei devine și mai spectaculos atunci când aceasta este supra-răcită, dar oamenii de știință s-au confruntat cu dificultăți în a compara numeroasele moduri diferite de a descrie structura sa microscopică. Cercetătorii de la Universitatea din Osaka au folosit un model de inteligență artificială antrenat pe baza unor simulări pe computer pentru a evalua 16 descriptori structurali diferiți.
Sistemul a identificat cele mai eficiente modalități de a face distincția între cele două stări lichide concurente ale apei, oferind un cadru mai clar pentru studierea uneia dintre cele mai misterioase substanțe din natură. Deși este esențială pentru viață, structura apei ascunde anomalii care continuă să uimească fizicienii. Un nou studiu arată cum inteligența artificială în știință devine cheia pentru a înțelege de ce acest lichid se comportă diferit de orice altă substanță din Univers.
Apa acoperă cea mai mare parte a suprafeței Pământului, însă se comportă într-un mod care o diferențiază de aproape orice alt lichid. Una dintre trăsăturile sale cele mai neobișnuite este faptul că se dilată în loc să se contracte atunci când îngheață. Oamenii de știință au asociat de mult timp aceste comportamente ciudate cu schimbările din structura microscopică a apei, pe măsură ce temperatura și presiunea variază, dar le-a lipsit o metodă consistentă de a descrie și de a compara aceste schimbări structurale.
Acum, cercetătorii de la Universitatea din Osaka au apelat la inteligența artificială (IA) pentru a face față acestei provocări. Sistemul lor de IA oferă o metodă unificată de a compara diferitele metode de descriere a structurii apei supra-răcite, ajutând la identificarea celor care surprind caracteristicile cele mai importante. Cercetarea a fost publicată în jurnalul științific Communications Chemistry si preluată de descoperiri.ro
Ce este apa supra-răcită și de ce se comportă atât de ciudat? Pentru ca apa lichidă să se transforme în gheață, moleculele sale trebuie să se aranjeze într-o rețea cristalină ordonată. Acest proces începe la un punct de nucleație, o suprafață pe care se pot forma cristale de gheață. Impuritățile minuscule din apă sau chiar zgârieturile microscopice din interiorul unui recipient pot constitui aceste puncte de pornire. Dacă aceste puncte de nucleație lipsesc, apa poate rămâne lichidă chiar și după ce a fost răcită sub punctul său normal de îngheț. Această stare neobișnuită este cunoscută sub numele de apă supra-răcită.
Proprietățile neobișnuite ale apei devin și mai pronunțate în aceste condiții. Oamenii de știință consideră că aceste comportamente sunt legate de un echilibru între două forme concurente de apă lichidă: un lichid cu densitate ridicată (HDL) și un lichid cu densitate scăzută (LDL). La nivel molecular, moleculele de apă formează și rup în mod constant rețele de legături de hidrogen. Pe măsură ce temperatura crește, structurile HDL, mai compacte, devin din ce în ce mai dominante față de aranjamentele LDL, mai deschise.
Înțelegerea acestor stări nu este doar o curiozitate teoretică; ea explică modul în care se formează gheața în nori la altitudini mari, influențând clima, și poate revoluționa tehnologiile de conservare biologică prin criogenie. De-a lungul anilor, cercetătorii au propus numeroase modalități diferite de a descrie aranjamentul local al moleculelor de apă, inclusiv măsurători precum ordinea legăturilor tetraedrice și densitatea locală. Deoarece acești descriptori structurali au fost dezvoltați independent, ei utilizează scări, dimensiuni și tipuri de informații diferite. Acest lucru a îngreunat compararea lor directă și determinarea celor mai utili dintre ei.
„Studiile anterioare au arătat că utilizarea învățării automate pentru clasificarea și înțelegerea datelor structurale este eficientă. Am dorit în mod specific să incorporăm un model de rețea neuronală în acest studiu pentru a evalua cât de precise erau descriptorii în captarea informațiilor structurale cheie, într-un mod similar cu cogniția umană.", explică autorul corespondent Kang Kim, conform publicației Science Daily.
În fizica moleculară, descriptorii structurali sunt formule matematice folosite pentru a cartografia poziția atomilor. Până acum, oamenii de știință foloseau modele fragmentate, dar rețeaua neuronală a reușit să unifice cele 16 perspective diferite într-un singur model predictiv. Pentru a antrena IA, cercetătorii au alimentat rețeaua neuronală cu date structurale generate din simulări de dinamică moleculară a apei supra-răcite. Prin încercări și erori repetate, sistemul a învățat să recunoască tipare semnificative în structurile moleculare.
„Rețeaua a folosit ceea ce învățase pentru a compara modul în care 16 descriptori diferențiau structurile LDL de cele HDL la temperaturi diferite. În acest fel, am determinat cei mai eficienți descriptori.", relatează Nobuyuki Matubayasi, autorul principal. Prin descifrarea acestor tipare microscopice, algoritmul nu doar că rezolvă o dilemă despre structura apei, dar demonstrează că inteligența artificială poate identifica ordinea acolo unde mintea umană vede doar haos molecular.
Cercetătorii afirmă că cadrul lor de lucru ar putea îmbunătăți înțelegerea oamenilor de știință cu privire la modul în care schimbările structurale microscopice sunt legate de comportamentul termodinamic al apei. Descoperirile ar putea contribui, de asemenea, la explicarea originii proprietăților neobișnuite ale apei, ghidând în același timp dezvoltarea unor instrumente și mai performante pentru studierea structurii sale moleculare complexe.
DIN ACEEASI CATEGORIE...
-
Aproape 1.000 de arestări în Franța, după confruntările dintre protestatari și poliție. 70.000 de membri ai forțelor de ordine, mobilizați
Aproape 1.000 de persoane au fost arestate in Franța, dupa protestele la care au participat peste 400.000 de oameni. Aut ...
-
Europa fierbe sub presiunea protestelor: „Discrepanțe dintre bogați și săraci s-au adâncit, iar guvernele au aplicat cu cinism creșteri de taxe fără să se gândească la consecințe"
În ultimele doua saptamani, mai multe țari europene s-au confruntat cu proteste violente care au degenerat de mult ...
-
Vânătăile suspecte de pe corpul lui Trump se extind și pe față, alimentând speculațiile privind starea sa de sănătate
Președintele american a fost fotografiat cu o vanataie la tampla stanga, pe langa cele vizibile de mai mult timp pe main ...
-
Netanyahu publică o imagine generată de AI cu o explozie atomică deasupra Tel Avivului. Zeci de mii de israelieni din diaspora se întorc în țară pentru a vota împotriva lui
Premierul israelian Benjamin Netanyahu a publicat duminica, 25 octombrie, o imagine generata cu ajutorul inteligenței ar ...
-
Elon Musk acuză Ucraina de încălcarea condiţiilor de utilizare ale Starlink: "Dacă Starlink ar fi dezactivat, linia frontului ucrainean s-ar prăbuşi imediat"
Magnatul american din domeniul tehnologiei Elon Musk, seful SpaceX, a acuzat Ucraina ca a incalcat conditiile de utiliza ...
-
Când îngrijirea acasă a unui părinte cu demență devine prea grea
Puțini oameni sunt pregatiți pentru momentul in care un parinte incepe sa uite drumul spre casa, numele nepoților sau da ...
-
Arată ca un nor uriaș, dar ar putea deveni una dintre cele mai neobișnuite clădiri din Europa
Un zgarie-nori impresionant, care seamana cu un nor „plutitor", ar putea fi construit intr-o destinație turistica ...
-
Între tradiția satului și ritmul orașului: cum se organizează astăzi o înmormântare în Domnești
Domnești este una dintre comunele din Ilfov care s-au schimbat cel mai mult in ultimii ani. Pe langa casele vechi cu cur ...
-
Misterul crăpăturilor de pe Lună. Cum au explicat cercetătorii apariția miilor de falii
Luna iși reduce treptat dimensiunile pe masura ce interiorul sau se racește, iar cercetatorii au identificat mii de fisu ...
-
Dezastrul anuntat: Metroul spre Otopeni ar putea fi gata abia în 2032 chiar și în cel mai optimist scenariu
Dupa lansarea primei „cartițe" pentru saparea tunelurilor pe secțiunea Tokyo-Aeroportul Otopeni a Magistralei 6 de ...
-
Câte persoane au trecut granițele României, după ce moldovenii au luat cu asalt punctele de trecere Sculeni și Albița
Aproape 95.000 de persoane au traversat frontiera Romaniei in ultimele 24 de ore. În același interval de timp, pol ...
-
Predicțiile celui supranumit "Nostradamus al Americii" - "Lumea se îndreaptă spre dezastru"
John Hogue, un autor cunoscut pentru interpretarile sale asupra profețiilor lui Nostradamus, susține ca lumea s-ar putea ...
-
Doar șase state din lume garantează bătrâneți sigure în fața crizei financiare. Raportul care anunță rescrierea regulilor de pensionare pentru două treimi din planetă
Sistemele globale de pensii au intrat oficial intr-o zodie a colapsului financiar, strivite de o dubla presiune: speranț ...
-
Incident de securitate absolut în SUA: Un obiect zburător neidentificat de formă triunghiulară a sfidat radarele Pentagonului
Doi observatori militari de rang inalt afirma ca au vazut un obiect triunghiular negru misterios zburand cu o viteza ext ...
-
Panică la IPJ Alba Iulia. Un bărbat înarmat cu o pușcă și o grenadă a intrat peste ofițerul de serviciu. Ce a cerut l-a surprins și pe polițist
Un barbat in varsta de 43 de ani, din municipiul Alba Iulia, a provocat momente de panica extrema sambata seara, 24 octo ...
-
Cercetătorii au descoperit de ce prostata bărbaților se mărește odată cu vârsta și ce se poate face
Oamenii de știința au descoperit un subtip distinct de celula in prostata și ar putea ajuta la rezolvarea misterului de ...
-
„Noapte înstelată", capodopera lui Van Gogh, ascunde un mister vechi de peste un secol. Ce au descoperit cercetătorii
Cercetatorii cred ca au reușit sa identifice cu exactitate cerul nocturn reprezentat in celebrul tablou „Noapte in ...
-
O studentă a abandonat facultatea după ce a fost violată de două ori de Alexandru Toader. Alte șase victime în dosarul în care profesorul e acuzat de 11 infracțiuni
Șapte femei sunt victime in dosarul in care Alexandru Toader, fiul fostului ministru Tudorel Toader, este acuzat de fapt ...
-
Florian Coldea devine patron unic la Strategic Assets după plecarea generalului Dumitru Cocoru. Firma are o marjă de profit de 48% cu doar 2 angajați
Fostul prim-adjunct al directorului SRI, generalul in rezerva Florian Coldea, a devenit proprietarul exclusiv al compani ...
-
Controversat om de afaceri bulgar, executat cu un glonț în cap în propria casă. Poliția a prins deja trei suspecți. Care ar fi fost motivul asasinatului
Controversatul fost europarlamentar și om de afaceri bulgar Slavi Binev a fost impușcat mortal in propria locuința din d ...
-
Un bărbat a murit în timp ce se afla la funeraliile unui prieten. Ce s-a întâmplat când a mers să viziteze mormântul tatălui său
Un barbat in varsta de 48 de ani din Brazilia și-a pierdut viața intr-un mod cu totul neobișnuit, chiar in timpul ceremo ...
-
Un bărbat și o femeie din Capitală, acuzați că au răpit doi nou-născuți. Cine este mama copiilor
Un cuplu de romani care traia in Italia a vrut sa ia gemenii unei femei de cetațenie indoneziana, pe care o angajasera s ...
-
Alexandru Toader folosea notele și examenele ca monedă de schimb pentru abordarea și constrângerea studentelor
Lectorul Alexandru Florin Toader, fiul fostului ministru al Justiției Tudorel Toader, a fost arestat preventiv pentru 30 ...
-
Se punea la cale un război civil în Republica Moldova: Tinerii erau mobilizați prin rețelele sociale pentru a provoca proteste violente
Poliția, SIS și procurorii din Republica Moldova au facut percheziții in mai multe regiuni, intr-un dosar in care un gru ...
-
Agenți AI care intră singuri în rețele, se copiază de pe un device pe altul, „neutralizează" ținte și se autodistrug
Comandamentul cibernetic al Armatei SUA dezvolta un proiect aproape SF: agenți AI care intra singuri in rețele, se copia ...
-
Experții avertizează asupra unei crize globale de securitate cibernetică: inteligența artificială descoperă vulnerabilități mai repede decât pot fi remediate
Liderii unor companii importante din industria tehnologiei avertizeaza ca inteligența artificiala (AI) ar putea declanșa ...
-
Reacția fostului ministru al Justiției Tudorel Toader după arestarea fiului său pentru viol VIDEO
Fostul ministru al Justiției Tudorel Toader a avut sambata, 24 octombrie, o scurta reacție dupa ce fiul sau, Alexandru, ...
-
Zeci de familii evacuate după ce un bloc cu "bulină roșie" e în pericol de prăbușire în București. A apărut o fisură uriașă între două scări
O crapatura foarte mare aparuta intre doua scari, de la etajul 5 la 8, a dus la evacuarea preventiva a locatarilor unui ...
-
Proiectul Chrysalis uimește lumea științifică: O comunitate întreagă va trăi și va muri pe o navă-lume lungă de 58.000 de metri
O nava lunga de 58.000 de metri ar putea porni intr-o zi spre cea mai apropiata exoplaneta, iar la bordul ei ar urma sa ...
-
Care sunt calculele reale pentru Europa tinand cont ca epidemia de Ebola se extinde tot mai mult în lume. Nu există în prezent vaccinuri sau tratamente specifice
Epidemia de Ebola provocata de virusul Bundibugyo, care afecteaza Republica Democratica Congo (RDC), s-a extins in Kenya ...
comentarii
Adauga un comentariuAdauga comentariu