Термоядерный реактор — это сверхгорячая печь, где плазма раскалена до миллионов градусов. Стенки такой печи делают из вольфрама: он тугоплавкий, как никакой другой металл. Но даже вольфрам не выдерживает без защиты: быстрые частицы из плазмы бомбардируют поверхность и выбивают атомы. Эти выбитые атомы попадают в плазму и охлаждают её, как ложка холодного молока в горячем чае. Чтобы уменьшить загрязнение, на стенки напыляют тонкий слой бора — этот приём называют боронизацией.

До сих пор было неясно, как именно бор ложится на вольфрам и что происходит при облучении. Авторы построили компьютерную модель, которая учится на точных квантовых расчётах — так называемом машинном обучении на данных квантовой механики. С её помощью они смоделировали миллионы атомов и проследили за каждым. Модель показала: бор образует плотный слой на поверхности, а не размазывается тонкой плёнкой. Кроме того, от ориентации поверхности — то есть от того, как атомы вольфрама расположены на грани кристалла, — зависит, сколько атомов вылетает при ударе.

Такой подход позволяет ускорить поиск лучших покрытий для будущих реакторов. Вместо дорогих экспериментов можно быстро проверить сотни вариантов на компьютере. И однажды стенки термоядерного котла станут надёжными, как чугунная сковорода.