論文の概要: Capturing dynamical correlations using implicit neural representations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.03949v1
• Date: Sat, 8 Apr 2023 07:55:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-11 18:42:42.684043
• Title: Capturing dynamical correlations using implicit neural representations
• Title（参考訳）: 暗黙的神経表現を用いた動的相関のキャプチャ
• Authors: Sathya Chitturi, Zhurun Ji, Alexander Petsch, Cheng Peng, Zhantao Chen, Rajan Plumley, Mike Dunne, Sougata Mardanya, Sugata Chowdhury, Hongwei Chen, Arun Bansil, Adrian Feiguin, Alexander Kolesnikov, Dharmalingam Prabhakaran, Stephen Hayden, Daniel Ratner, Chunjing Jia, Youssef Nashed, Joshua Turner
• Abstract要約: 実験データから未知のパラメータを復元するために、モデルハミルトンのシミュレーションデータを模倣するために訓練されたニューラルネットワークと自動微分を組み合わせた人工知能フレームワークを開発する。 そこで本研究では, 実時間から多次元散乱データに適用可能な微分可能なモデルを1回だけ構築し, 訓練する能力について述べる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 85.66456606776552
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The observation and description of collective excitations in solids is a fundamental issue when seeking to understand the physics of a many-body system. Analysis of these excitations is usually carried out by measuring the dynamical structure factor, S(Q, $\omega$), with inelastic neutron or x-ray scattering techniques and comparing this against a calculated dynamical model. Here, we develop an artificial intelligence framework which combines a neural network trained to mimic simulated data from a model Hamiltonian with automatic differentiation to recover unknown parameters from experimental data. We benchmark this approach on a Linear Spin Wave Theory (LSWT) simulator and advanced inelastic neutron scattering data from the square-lattice spin-1 antiferromagnet La$_2$NiO$_4$. We find that the model predicts the unknown parameters with excellent agreement relative to analytical fitting. In doing so, we illustrate the ability to build and train a differentiable model only once, which then can be applied in real-time to multi-dimensional scattering data, without the need for human-guided peak finding and fitting algorithms. This prototypical approach promises a new technology for this field to automatically detect and refine more advanced models for ordered quantum systems.
• Abstract（参考訳）: 固体における集団励起の観察と説明は、多体系の物理を理解する上での基本的な問題である。 これらの励起の解析は通常、非弾性中性子またはX線散乱技術を用いて動的構造因子S(Q, $\omega$)を測定し、これを計算された力学モデルと比較することによって行われる。 そこで我々は,モデルハミルトンのシミュレーションデータを模倣するニューラルネットワークと,未知のパラメータを実験データから復元する自動微分を組み合わせた人工知能フレームワークを開発した。 我々はこの手法を線形スピン波理論(lswt)シミュレータと2乗格子スピン-1反強磁性体la$_2$nio$_4$の非弾性散乱データを用いて評価する。 モデルは解析的適合性に優れた一致で未知のパラメータを予測できることがわかった。 そこで本研究では,実時間から多次元の散乱データに適用可能な微分可能なモデルを1回だけ構築し,訓練する能力について述べる。 この原型的アプローチは、この分野の新しい技術が順序量子系のより高度なモデルを自動的に検出し、洗練することを約束する。

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