Ядро урана напоминает тугой кошелёк, защёлкнутый на две половинки. Чтобы он лопнул и высвободил энергию — то есть чтобы ядро разделилось, — нужно перевалить через энергетический барьер. Высота этого порога определяет, стабильно вещество или готово распасться в любой момент. Физики десятилетиями вычисляли её по формулам, но для самых капризных ядер — сильно вытянутых, с необычным числом частиц — расчёты врали.
В новой работе алгоритм машинного обучения выступил в роли дотошного корректора. Ему скормили сотни экспериментальных замеров и попросили подправить предсказания модели ETFSI — одного из стандартных теоретических подходов. Алгоритм XGBoost учился на ошибках, как ученик, сверяющий ответы с решебником, и в итоге стал ошибаться всего на 0,3–1,2 МэВ. Для сравнения: типичная энергия связи одной частицы в ядре — около 8 МэВ.
Так машинный взгляд превратился в лупу, сквозь которую видны трещины в старых формулах. Теперь физики знают, куда смотреть, чтобы улучшить расчёты — и, возможно, точнее описать, как рождаются тяжёлые элементы в звёздных взрывах.
Энергия деления одного ядра урана — около 200 МэВ. Если бы удалось расщепить все ядра в одном грамме урана-235, выделилось бы столько же тепла, сколько от сгорания 2,5 тонн угля.