科學家開發新機器學習技術，定量研究冰巨星中的超離子水

天王星和海王星內部所含的水量大約是地球海洋水量的5萬倍，而一種被稱為「超離子水」的物質，被認為穩定存在於超過天王星和海王星半徑約三分之一處的深度中。<br />
超離子水是水（H₂O）的一個階段，其中氫原子變成液態，而氧原子在晶格上保持固態。儘管超離子水在30多年前就被發現，但它的光學特性和氧晶格，最近在勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（Lawrence Livermore National Laboratory）的實驗中才進行精確測量，這種熱「黑冰」的許多特性仍然是未知的。<br />
埋藏在行星核心深處宇宙中，大部分水可能是超離子水，了解其熱力學和傳輸特性，對行星科學至關重要，但很難通過實驗或理論來探測它。勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學家們開發了一種新的方法，使用機器學習，以前所未有的解析度研究超離子水的相行為。<br />
在冰巨星行星中發現的壓力和溫度下，第一原理分子動力學（FPMD）模擬預測這些水大部分處於超離子階段。然而，這種量子力學模擬傳統上僅限於較短的模擬時間（10幾皮秒）和較小的系統規模（100多個原子），導致相界位置有顯著不確定性，如熔化線。