Un traducteur universel pour tous les dialectes du sodium. Le sodium liquide dans un réacteur se comporte différemment : près de la paroi du tube, il est dense et rapide ; à la surface d'ébullition, il est raréfié et lent. Autrefois, chaque état exigeait un ensemble de calculs distinct, comme si l'on engageait un nouveau traducteur pour chaque phrase.

Désormais, un seul potentiel de réseau de neurones, entraîné sur des données quantiques avec la fonctionnelle r2SCAN, gère tous les « dialectes » à la fois. De la température ambiante, où le sodium est un métal solide, au point critique, où liquide et vapeur sont indiscernables. La précision est proche de l'expérience : la densité du sodium solide ne diffère de la valeur mesurée que de 0,06 %.

Pour que le traducteur ne se trompe pas de « ton », c'est-à-dire d'énergie, on lui a ajouté un modèle distinct d'entropie électronique. Cela a permis de reconstituer l'énergie interne et de calculer les propriétés calorifiques. Sans ce modèle, le potentiel ne connaîtrait que les forces, mais pas la chaleur.

La vérification a été rigoureuse. La simulation directe de la coexistence des phases solide et liquide a donné une température de fusion de 346 K, soit 25 K en dessous de la valeur recommandée, mais cela reste dans la sensibilité de la méthode : l'erreur sur l'énergie libre n'est que de 3,5 meV par atome. Cela suffit à déplacer la transition de phase.

La vitesse du son, calculée directement dans une cellule de 8000 atomes, a confirmé la cohérence thermodynamique du modèle. Le coefficient d'autodiffusion est passé de 0,351 Ų/ps à 380 K à 30 Ų/ps dans la région critique, tandis que la viscosité a chuté de 0,653 mPa·s à 0,06 mPa·s. Ce sont des données issues du liquide raréfié, où les expériences sont presque inexistantes.

Le traducteur universel pour le sodium est prêt. Il relie l'équation d'état, les frontières de phases, l'acoustique et le transport en une image cohérente. Pour les réacteurs rapides, cela signifie que les propriétés du caloporteur peuvent être prédites jusqu'aux régimes accidentels avec surchauffe, sans attendre des expériences dangereuses.