Inteligența artificială va revoluționa fizica fundamentală și „ar putea arăta cum se va sfârși universul”

Viitorul director general al CERN, Mark Thomson, spune că AI deschide calea către progrese uriașe în fizica particulelor, conform The Guardian.

Inteligența artificială avansată va revoluționa fizica fundamentală și ar putea deschide o fereastră către cum va arăta soarta universului, potrivit viitorului director general al CERN.

Large Hadron Collider (engleză pentru „mare accelerator de hadroni”; pe scurt LHC) este un accelerator de particule, construit la Centrul European de Cercetări Nucleare CERN, între Munții Alpi și Munții Jura, lângă Geneva. Construcția a fost finalizată în mai 2008 și a costat peste trei miliarde de lire sterline.

Prof. Mark Thomson, fizician britanic care va prelua conducerea CERN la 1 ianuarie 2026, afirmă că învățarea automată pavează drumul către progrese în fizica particulelor, comparabile cu predicția bazată pe AI a structurilor proteinelor – descoperire care le-a adus cercetătorilor de la Google DeepMind un premiu Nobel în octombrie.

La Marele Accelerator de Hadroni (LHC), strategii similare sunt folosite pentru a detecta evenimente incredibil de rare, care dețin cheia înțelegerii modului în care particulele au dobândit masă în primele momente după Big Bang și dacă universul nostru s-ar putea afla pe marginea unei prăbușiri catastrofale.

„Acestea nu sunt îmbunătățiri treptate”, a spus Thomson: „Sunt progrese foarte, foarte, foarte mari, realizate prin adoptarea unor tehnici avansate”.

„Va fi o transformare majoră pentru domeniul nostru”, a adăugat el. „Datele sunt complexe, la fel ca și plierea proteinelor – care este o problemă extrem de complicată – așa că, dacă folosești o tehnică la fel de sofisticată, precum AI, vei obține rezultate remarcabile”.

Această declarație vine în contextul în care Consiliul CERN susține necesitatea viitorului Accelerator Circular, care, cu o circumferință de 90 km, ar fi mult mai mare decât LHC. Unii sunt sceptici, având în vedere lipsa unor descoperiri revoluționare la LHC de la identificarea bosonului Higgs în 2012, iar Germania a descris propunerea de 17 miliarde de dolari ca fiind prea costisitoare. Totuși, Thomson afirmă că AI a oferit un nou impuls în căutarea unei fizici noi la scară subatomică și că descoperiri majore ar putea avea loc după 2030, când o modernizare semnificativă va crește intensitatea fasciculului LHC de zece ori.

Această îmbunătățire va permite observații fără precedent asupra bosonului Higgs, supranumit „particula lui Dumnezeu”, care conferă masă altor particule și menține coeziunea universului.

„Există o măsurătoare legată de bosonul Higgs care este fundamentală pentru natura universului”, a spus Thomson. „Vom încerca să producem nu un singur boson Higgs, ci doi simultan”.

Acest lucru le va permite oamenilor de știință să măsoare pentru prima dată modul în care particula Higgs își conferă masă sieși – un fenomen numit auto-cuplaj Higgs.

Apariția simultană a doi bosoni Higgs este extrem de rară, iar particulele sunt atât de evazive – dezintegrarea lor în particule mai familiare având loc aproape instantaneu – încât, acum cinci ani, Thomson ar fi considerat acest experiment imposibil pentru LHC. „Acum sunt încrezător că vom obține o măsurătoare precisă”, a spus el.

Forța auto-cuplajului Higgs este esențială pentru înțelegerea modului în care, la o trilionime de secundă după Big Bang, o schimbare în câmpul Higgs a făcut ca particulele să capete brusc masă. Aceasta ar putea, de asemenea, să dezvăluie dacă câmpul Higgs a ajuns la un echilibru stabil sau dacă o altă tranziție drastică s-ar putea produce în viitor – un scenariu în care universul, așa cum îl cunoaștem, s-ar evapora aproape instantaneu. Modelul Standard al fizicii sugerează că acest lucru este posibil – dar nu există motive de alarmă.

„Nu este ceva care s-ar putea întâmpla într-un interval de timp relevant chiar și pentru stelele noastre”, a spus dr. Matthew McCullough, fizician teoretician la CERN. „Așadar, nu are un impact direct asupra umanității. Pe de altă parte, este o întrebare științifică: ar putea acest lucru să se întâmple?”

Potrivit lui Thomson: „Este o proprietate fundamentală profundă a universului, una pe care nu o înțelegem pe deplin. Dacă am descoperi că auto-cuplajul Higgs diferă de teoria noastră actuală, aceasta ar fi o descoperire uriașă. Și nu putem ști până nu facem măsurătoarea.”

AI este implementată în toate aspectele funcționării LHC, de la decizia privind datele care trebuie colectate până la modul în care acestea sunt interpretate.

„Când LHC accelerează protoni, produce aproximativ 40 de milioane de coliziuni pe secundă și trebuie să luăm o decizie într-o microsecundă…care dintre aceste evenimente sunt interesante și merită păstrate și care trebuie eliminate”, a explicat dr. Katharine Leney, cercetătoare în experimentul Atlas al LHC. „În prezent, reușim să extragem mai multe informații din datele pe care le-am colectat decât ne-am fi așteptat să obținem acum zece ani, chiar și cu o cantitate de 20 de ori mai mare de date. Am avansat cu cel puțin 20 de ani, iar o mare parte din acest progres se datorează AI”, mai spune aceasta.

Oamenii de știință speră de multă vreme că LHC ar putea produce materie întunecată, o substanță despre care se crede că reprezintă o mare parte a universului. Însă, având în vedere că natura materiei întunecate este complet necunoscută, căutarea ei este o sarcină extrem de dificilă.

Inteligența artificială generativă ar putea ajuta la rezolvarea acestui mister, potrivit lui Thomson. „Putem începe să punem întrebări mai complexe și deschise”, a spus el. „În loc să căutăm o anumită semnătură, putem întreba: ‘Există ceva neașteptat în aceste date?”.