L'IA aide à élucider le mystère de la congélation de l'eau

Des chercheurs de l'Université d'Osaka ont utilisé l'intelligence artificielle (IA) pour s'attaquer à un mystère séculaire : pourquoi l'eau se dilate-t-elle en gelant ? L'équipe a systématiquement évalué 16 méthodes différentes pour décrire la structure des molécules d'eau sous des températures et des pressions variables.

À l'aide d'un modèle d'IA, les chercheurs ont identifié avec succès la manière la plus précise de capturer les changements microscopiques de l'eau. Cette avancée offre un cadre scientifique unifié pour comprendre les propriétés anormales de l'eau, telles que son expansion lors de la congélation et le comportement de l'eau surfondue.

Bien que l'eau soit le liquide le plus abondant sur Terre, elle se comporte de manière inhabituelle lors de sa congélation, contrairement à la plupart des autres substances. Les théories antérieures ont lié ces phénomènes à la structure microscopique de l'eau, qui change avec la température et la pression. Cependant, l'absence d'un descripteur systématique a entravé une compréhension plus approfondie.

L'étude, dirigée par le professeur associé Kang Kim, a méticuleusement comparé diverses méthodes de description des structures moléculaires à l'aide de l'IA. Cela a permis de comprendre l'ordre local au sein de l'eau et de clarifier l'évolution de ses états liquides concurrents.

Les résultats aident à expliquer comment les molécules d'eau s'organisent en une structure cristalline lors de la congélation. De plus, la recherche met en lumière le comportement de l'eau surfondue, où des structures liquides de haute et basse densité entrent en compétition, influençant les propriétés physiques anormales de l'eau.