AI „може да покаже как ще приключи Вселената“

Усъвършенстваният изкуствен интелект ще направи революция във фундаменталната физика и може да отвори прозорец към съдбата на Вселената. Това смята следващият генерален директор на ЦЕРН професор Марк Томсън.

Британският физик, който ще поеме ръководството на Европейския център за ядрени изследвания (ЦЕРН) на 1 януари 2026 г., казва, че машинното обучение проправя пътя към напредък във физиката на частиците, който обещава да бъде сравним с предсказването на протеинови структури с помощта на изкуствен интелект, което донесе на учените от Google DeepMind Нобелова награда през октомври.

В Големия адронен колайдер (LHC), казва Томсън, подобни стратегии се използват за откриване на невероятно редки събития, които са ключът към това как частиците са придобили маса в първите мигове след Големия взрив и дали нашата Вселена може да се намира на ръба на катастрофален колапс.

„Това не са постепенни подобрения“, казва Томсън пред Guardian. „Това са много, много, много големи подобрения, които хората правят, като използват наистина усъвършенствани техники.“

Това ще бъде доста трансформиращо за нашата област“, добави той. „Това са сложни данни, точно както сгъването на протеини – това е невероятно сложен проблем – така че ако използвате невероятно сложна техника, като AI, ще спечелите.“

Намесата идва в момент, когато Съветът на ЦЕРН излага аргументите си за бъдещия кръгов колайдер, който с обиколка от 90 км ще превъзхожда LHC. Някои са скептично настроени, като се има предвид липсата на сензационни резултати в LHC след забележителното откритие на Хигс бозона през 2012 г., а Германия определи предложението за 17 млрд. долара като недостъпно. Но Томсън заяви, че изкуственият интелект е дал нов тласък на търсенето на нова физика в субатомни мащаби и че големите открития могат да се случат след 2030 г., когато основна модернизация ще увеличи интензивността на лъча на LHC десетократно.

Това ще позволи безпрецедентни наблюдения на Хигс бозона, наричан „божествената частица“, който придава маса на други частици и свързва Вселената.

Хигс бозонът има специфично измерване, което е от фундаментално значение за природата на Вселената“, казва Томсън. „Това, което ще наблюдаваме, е създаването не на един, а на два Хигс бозона едновременно.“

Според професора това ще позволи на учените за първи път да измерят как частицата на Хигс придава маса на самата себе си - феномен, наречен „самосвързване на Хигс“.

Два Хигс бозона се появяват едновременно толкова рядко, а частиците са толкова неуловими - разпадат се на по-познати частици веднага след появата си - че преди пет години Томсън каза, че би предположил, че това е извън възможностите на LHC. „Сега съм сигурен, че ще направим добро измерване“, каза Томсън.

Силата на самосвързването на Хигс е от решаващо значение за разбирането на това как една трилионна част от секундата след Големия взрив промяната в полето на Хигс е довела до това, че частиците внезапно са придобили маса. Тя би могла също така да разкрие дали полето на Хигс е достигнало окончателно, стабилно състояние на покой, или в бъдеще може да настъпи друг драстичен преход - сценарий, при който Вселената, такава, каквато я познаваме, би се изпарила почти мигновено. Стандартният модел на физиката предполага, че това е възможно - но няма нужда от тревога, успокояват учените.

Това не е нещо, което би могло да се случи във времеви мащаб, който има някакво значение дори за нашите звезди“, казва д-р Матю Маккълоу, физик-теоретик в ЦЕРН. „Така че то не е свързано с човечеството в този смисъл.“

Според Томсън: „Това е много дълбоко фундаментално свойство на Вселената, което ние не разбираме напълно. Ако видим, че самосвързването на Хигс е различно от сегашната ни теория, това би било още едно огромно, огромно откритие. А вие не знаете, докато не направите измерването.“

AI се внедрява във всеки аспект от работата на LHC - от вземането на решение кои данни да се събират до начина, по който те трябва да се интерпретират. „Когато LHC сблъсква протони, той извършва около 40 млн. сблъсъка в секунда и ние трябва да вземем решение в рамките на една микросекунда ... кои събития са нещо интересно, което искаме да запазим, и кои да изхвърлим“, казва д-р Катарина Лени, която работи по експеримента Atlas на LHC.

„Още сега се справяме по-добре с данните, които сме събрали, отколкото сме си мислили, че ще можем да направим с 20 пъти повече данни преди десет години. Така че сме напреднали поне с 20 години. Огромна част от това се дължи на изкуствения интелект.“

Учените отдавна се надяват, че LHC може да бъде в състояние да произведе тъмна материя - вещество, за което се смята, че съставлява голяма част от Вселената. Но като се има предвид, че естеството на тъмната материя е напълно неизвестно, търсенето ѝ е трудна задача. Според Томсън генеративният изкуствен интелект би могъл да помогне за разплитането на този пъзел.

Можете да започнете да задавате по-сложни, отворени въпроси“, казва той. „Вместо да търсите конкретна сигнатура, задавайте въпроса: „Има ли нещо неочаквано в тези данни?“