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Complément d’investigation : Le Deep learning et la mécanique quantique de l’eau

Des images en spectroscopie vibrationnelle — qui permettent de révéler les mouvements des molécules d’eau — ont trahi le comportement de l’eau confinée dans des nanotubes de carbone. À gauche, l’eau sous sa forme liquide. À droite, une eau qui commence à se solidifier au-delà de 100 °C. © Michael Strano, Massachusetts Institute of Technology

Complément d’investigations.

Les titres de mes ouvrages comportent ce mot investigation car c’est exactement ce que je fais à mon humble niveau et avec les moyens à ma disposition.

Cet article ci-dessous tombe à pic, mon second livre ,aussi comme une synchronisation . Outre nos recherches concernant des observations aquatiques non-identifiées, nous prospectons diverses techniques , l’évolution de la technologie mais aussi les recherches les programmes scientifiques ainsi que leurs découvertes. Ceci est très prenant mais tout aussi passionnant. 

En effet je me suis attaché d’une certaine manière à explorer  de plus près  l’élément liquide très présent sur notre planète et dans l’espace sous différentes formes, liquides, gazeuses, vapeur etc afin de connaître au mieux ce fluide l’environnement des OANIS mais aussi des êtres vivants constitués d’eau ( êtres symbiotiques dont l’humain fait partie ). Vous verrez prochainement ceci dans mes écrits.

J’ai aussi écrit quelques lignes concernant L’intelligence artificielle et les calculateurs rapides ,etc.

Simplement pour dire que l’article de Futura-sciences que je partage ici complète mes informations et mes connaissances sur un sujet passionnant qui alimente mon champ d’investigation ce terme que j’utilise pour nommer  mes ouvrages est alors justifié s’il fallait le faire.

Des secteurs d’investigations se croisent ainsi nous pouvons dans certains cas trouver des corrélations ou des liens qui alimentent d’abord nos connaissances puis notre orientation, ou bien encore complète un secteur de recherche. C’est ceci que j’ai appris en premier  lorsque je me suis engagé dans l’étude complexe des OVNIS et des phénomènes inexpliqués puis un peu plus trad sur l’étude des OANIS. J’ai ainsi une bande de données exploitable et considérable pour ouvrir bien des portes qui peuvent paraître inutiles au premier sentiment mais qui tôt ou tard vous servent. Ici examinons certains critères grâce à ce média spécialisé qui offre une approche très intéressante en ce qui me concerne et que j’entend bien développer.

©2019 droits d’auteur à respecter ,merci.

                                                             Matisse sylvain  

L’état quantique de l’eau est aussi modifié dans un nanotube

 Publié le 10/02/2011 par Laurent Sacco  futura-sciences.com

Un groupe de chercheurs vient d’établir que l’état quantique des protons des molécules d’eau change lorsqu’elles se trouvent confinées dans un nanotube. Le même phénomène pourrait se produire dans les cellules vivantes.


 futura-sciences.com

Quand l’eau gèle à 105 °C

À une température de 105 °C — une température à laquelle en principe, l’eau devrait passer à l’état gazeux –, ils ont commencé à voir apparaître des signes d’un passage de l’eau à un état solide ! Un état solide qu’ils se refusent pour l’heure d’appeler glace. Car malgré la précision de leurs mesures — effectuées à l’aide d’un système de spectroscopie vibrationnelle — ils n’ont pas pu en déterminer la structure cristalline particulière.

Ce qu’ils assurent en revanche, c’est qu’une infime variation du diamètre des nanotubes — entre 1,05 et 1,06 nanomètre — a de grandes conséquences — plusieurs dizaines de degrés — sur la température de solidification en question. De quoi envisager sérieusement de concevoir des câbles à eau permettant de conduire le courant protonique 10 fois plus efficacement que des câbles classiques.

Un supercalculateur chez IBM. Il fonctionne à peu près comme votre ordinateur à vous – avec des processeurs et de la mémoire – sauf qu’il intègre des dizaines de milliers de processeurs (alors que le votre n’en possède généralement que 2, 3 ou 4).
Crédit : institut-pandore.com/

L’IA s’attaque aux secrets de l’eau avec l’équation de Schrödinger

 futura-sciences.com

L’intelligence artificielle permettra-t-elle de résoudre les énigmes laissées sans réponse par les physiciens et les ordinateurs du XXe siècle ? Peut-être… On vient de s’en servir pour retrouver et mieux comprendre les propriétés de l’eau, liquide ou sous forme de glace, grâce aux simulations numériques basées sur l’équation de Schrödinger appliquées à ses molécules.

Dans son célèbre cours de physique, le Prix Nobel Richard Feynman s’interrogeait sur le pouvoir des équations pour décrire le monde naturel autour de nous, en particulier celui de la célèbre équation de Schrödinger à la base de la physique quantique. Elle peut s’écrire sous une forme très ramassée et parfois être résolue complètement, mais seulement quand il s’agit de systèmes physiques simples, en particulier pour décrire l’oscillateur harmonique (une masse oscillant au bout d’un ressort) et l’atome d’hydrogène. Feynman se demandait si cette équation était suffisante pour décrire théoriquement toutes les propriétés de la matière composée d’atomesen interaction via des champs électromagnétiques et, en particulier la matière vivante. Cela ne lui semblait pas impossible mais il concluait lucidement que l’esprit humain était encore trop faible pour résoudre une telle équation (et d’autres comme celles de Navier-Stokes en mécanique des fluides) au point de pouvoir répondre à cette question. Il envisageait, cependant, une nouvelle phase d’éveil de l’esprit humain, comparable à celle qui avait donné naissance à la science moderne il y a quelques siècles, permettant de déduire toutes les propriétés qualitatives et quantitatives des solutions de cette équation.

Il allait falloir pour cela, et plus généralement, trouver d’autres méthodes de résolution des équations de la physique que celles connues au milieu des années 1960. Certes, témoin et acteur des débuts de l’informatique appliquée à la physique alors qu’il travaillait sur la bombe atomique, à Los Alamos, il était parfaitement conscient de cette nouvelle ère amorcée par les ordinateurs et les algorithmes numériques pour résoudre ces équations. Mais il était aussi conscient des limites des ordinateurs classiques en termes de puissance et de rapidité des calculs. Au début des années 1980, ce constat le conduirait à explorer, en pionnier, le concept d’ordinateur ou, pour le moins, de calculateur quantique.


Le Deep learning et la mécanique quantique de l’eau

Aujourd’hui, la « prophétie » de Feynman va peut-être se réaliser mais sous une forme indirecte, car il ne s’agirait plus d’une progression des capacités de l’esprit humain, à proprement parler, mais de celles de l’intelligence artificielle, notamment avec la percée spectaculaire de l’apprentissage profond, le fameux Deep Learning, en anglais, avec des réseaux de neurones (il existe une excellente introduction à ce sujet pour les étudiants en début de cycle universitaire, l’ouvrage Comprendre le Deep Learning: Une introduction aux réseaux de neurones de Jean-Claude Heudin).

Ainsi, l’IA commence à être utilisée pour la prévision des séismes, la chasse aux exoplanètes et même pour la réalisation d’expériences en physique. Un nouvel avatar de ces applications est publié dans les célèbres Proceedings of the National Academy of Sciences et en accès libre sur arXiv. Rédigé par un groupe de chercheurs de l’École polytechnique fédérale de Lausanne, de l’Université de Göttingen et de l’Université de Vienne, il renouvelle un sujet d’étude (dont Futura s’est déjà fait écho, il y a plus de 10 ans !), à savoir la dérivation par le calcul ab initio des propriétés de l’un des plus mystérieux liquides de l’univers observable : l’eau, tout simplement ! Il s’agissait déjà d’utiliser des ordinateurs pour résoudre l’équation de Schrödinger décrivant de nombreuses molécules d’eau en interaction, aussi bien sous forme liquide que solide. On sait depuis longtemps que l’eau a des propriétés singulières, c’est presque un solvant universel et elle augmente de volume en gelant, contrairement aux autres liquides. Et bien sûr, c’est le liquide de la Vie, de sorte qu’elle pose de nombreuses énigmes que l’on voudrait bien comprendre de fond en comble.

Reproduction des propriétés thermodynamiques de l’eau

Dans le cas présent, l’équipe de physiciens a utilisé une variante de ce qui est connu en chimie quantique et en physique de la matière condensée sous le nom de « théorie de la fonctionnelle de la densité » (DFT, pour Density Functional Theory). Cette variante ainsi complétée sur ordinateur par du Deep learning afin d’économiser de la puissance de calcul, les chercheurs ont ainsi pu reproduire plusieurs propriétés thermodynamiques de l’eau, issues de la mécanique quantique, notamment la fameuse différence de densité entre la glace et l’eau liquide, la différence des températures de fusion entre l’eau normale et l’eau lourde contenant du deutérium et la stabilité de différentes formes de glace.

En bonus, la prise en compte quantique des noyaux dans la molécule d’eau a été mieux traitée, de sorte que leur comportement a pu être relié à l’apparition de la structure à 6 branches des flocons de neige.


  • Les ordinateurs sont utilisés depuis des décennies pour résoudre des problèmes à N corps numériquement, c’est à dire pour calculer, par exemple, le comportement d’un grand nombre de petits corps célestes sous l’effet de la gravité, ou encore des atomes dans un gaz, voire dans un solide à hautes pressions, lorsque les calculs analytiquement ne sont pas possibles. La physique classique ou quantique est employée.
  • Malgré la montée en puissance de calcul des ordinateurs, ces derniers ont leurs limites et on ne peut donc faire des simulations qu’avec un très petit nombre de particules si l’on compare à celui contenu, par exemple, dans un litre d’eau.
  • Le calcul ab initio des propriétés de l’eau à partir de l’équation de Schrödinger fait l’objet de nombreuses recherche depuis longtemps. Les chercheurs tentent de mieux comprendre ces propriétés paradoxales en résolvant l’équation avec les électrons et les atomes dans les molécules d’eau.
  • L’IA vient d’entrer dans la danse afin de résoudre cette équation pour l’eau avec des simulations numériques.
  • Source 
  • Références : 
  • Futura -sciences
  • institut-pandore.com

  • oanisMise à jour investigation Océanographique et O.A.N.I.S le- 04/ 01/2019 à 18H20.
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