Рентгеновский луч, отражаясь от кристалла, рисует на детекторе узор из пятен и полос. Если кристалл идеален, узор простой. Но внутри настоящего материала атомы часто сдвинуты: где-то сжаты, где-то растянуты. Тогда узор становится похож на рябь от брошенного в воду камня — и расшифровать его вручную почти невозможно.
Новая нейросеть Fourier ViT смотрит на эту рябь и сразу выдаёт карту смещений. Она устроена как переводчик с языка пятен на язык атомных сдвигов. Главное — сеть не перебирает варианты наугад, а видит весь узор целиком, как человек видит лицо на фотографии. Поэтому она не путается, даже когда смещения очень большие, больше половины расстояния между атомами.
На синтетических кристаллах с множеством доменов сеть показала наименьшую ошибку среди всех сравнённых методов. На реальном нанокристалле оксида марганца она не уступила лучшему итеративному алгоритму, но при этом не зависела от начальной догадки. Это как собирать пазл, не глядя на коробку, и всё равно получать верную картинку с первого раза.
Рентгеновский узор снова стал простым — потому что теперь его читает машина, обученная видеть сквозь рябь.
Смещение атомов всего на половину межатомного расстояния заставляет рентгеновский луч интерферировать так, что пятна на детекторе двоятся. Это похоже на эхо в горах: один крик возвращается двумя голосами.