Transfer-learning-driven machine-learning model for α -decay half-life predictions

过度拟合 人工智能 随机森林 特征(语言学) 人工神经网络 机器学习 中子 支持向量机 航程(航空) 特征选择 能量(信号处理) 计算机科学 核数据 配对 提前停车 统计物理学 线性回归 回归 降维 物理 极限(数学) 试验数据 数学 维数(图论) 实验数据 标准差 线性模型 回归分析 特征向量 预测建模 理论(学习稳定性)
作者
K. Jyothish,Govardhan Manangode,A. K. Rhine Kumar
出处
期刊:Physical Review C [American Physical Society]
卷期号:112 (6)
标识
DOI:10.1103/67c1-2dvd
摘要

Alpha decay, a fundamental quantum mechanical phenomenon, serves as a vital tool for exploring nuclear decay properties and stability. In this study, we developed machine learning models based on Random Forest (RF), Support Vector Regression (SVR), and Deep Neural Network (DNN) techniques to predict alpha decay half-life (${T}_{1/2}$). A transfer learning (TL) framework is introduced, wherein a pretrained alpha decay energy (${Q}_{\ensuremath{\alpha}}$) model serves as an input for half-life prediction, improving both accuracy and computational efficiency. The performance of RF, SVR, and DNN models are rigorously evaluated using the ${R}^{2}$ test to confirm the absence of overfitting or underfitting, with RF emerging as the most robust and reliable model for half-life prediction model. Multiple RF models with varying feature sets are developed to assess the impact of input features, and SHAP (SHapley Additive exPlanations) values is utilized to quantify the influence of each feature on model output. The TL-RF model incorporating $Q\ensuremath{\alpha}$, neutron number (N), proton number (Z), pairing factor ($\ensuremath{\delta}$), and promiscuity factor (P) are identified as the optimal-feature space, achieving the lowest root mean square deviation ($\ensuremath{\sigma}=0.2$). Furthermore, the TL-RF model is extended to the superheavy region, revealing enhanced nuclear stability near $N=184$, supporting its potential as the next magic number beyond 126, also highlighting an additional zone of relative stability in the neutron range $N=158\ensuremath{-}162$. These findings underscore the effectiveness of transfer-learning-driven machine learning approaches in nuclear physics, offering valuable insights into nuclear decay properties and the stability of exotic nuclei.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
eee7完成签到,获得积分10
刚刚
mnbvcxz完成签到,获得积分10
1秒前
LSX完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
小熊发布了新的文献求助30
2秒前
Shamare完成签到,获得积分10
2秒前
chanyelo完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
天天快乐应助叶叶叶叶采纳,获得10
4秒前
张张发布了新的文献求助10
5秒前
HelloXue发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
6秒前
科研包发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
zhoumo完成签到,获得积分10
7秒前
miyana发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
wqh发布了新的文献求助10
9秒前
Autoimmune发布了新的文献求助10
9秒前
bonneenee发布了新的文献求助100
9秒前
10秒前
小二郎应助skrpaul采纳,获得10
11秒前
11秒前
11秒前
美妮发布了新的文献求助10
11秒前
顺遂完成签到,获得积分20
12秒前
韩豆豆发布了新的文献求助10
12秒前
有魅力的香芦完成签到,获得积分10
12秒前
潘岩发布了新的文献求助10
14秒前
顺遂发布了新的文献求助10
15秒前
我是老大应助Lutras采纳,获得10
16秒前
rrr应助miyana采纳,获得10
17秒前
叶叶叶叶发布了新的文献求助10
18秒前
pan完成签到,获得积分20
19秒前
美妮完成签到,获得积分10
19秒前
积极的荔枝完成签到,获得积分20
19秒前
传奇3应助人畅采纳,获得10
19秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Principles of town planning: translating concepts to applications 1000
Navigating Normative Orders. Interdisciplinary Perspectives 800
1 Peter and Christ's Descent to the Dead in Its Early Christian Reception 700
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7740600
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9289208
关于积分的说明 20194548
捐赠科研通 7318799
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3306487
关于科研通互助平台的介绍 2458764
邀请新用户注册赠送积分活动 2316612