تقدم CERN في مجال الذكاء الاصطناعي تكشف عن سيطرة المادة على الكون
من خلال دمج موجة النمو الساحقة في تكنولوجيا الذكاء الاصطناعي (AI)، قد كشف الباحثون في المركز الأوروبي لأبحاث الطاقة النووية (CERN) عن نتائج تتحدى اعتقاداً مترسخاً حول تركيب الكون. تشير الدراسات الخاصة بهم إلى عدم التوازن الكبير بين المادة والمضادة للمادة، متناقضة مع التوازن الكوني المفترض مسبقاً.
تحول في التوازن الكوني: تفوق المادة على المضادّ لها
لسنوات، كانت الإجماع العلمي على أن ولادة الكون – الانفجار الكبير الذي وقع قبل 13.8 مليار سنة – أسفر عن كميات متساوية من المادة والمضادة للمادة. كان هذا التوازن أمراً ضرورياً للحفاظ على توازن الطاقة في الكون. ومع ذلك، قدم العلماء في CERN نتائج تشير إلى أنه منذ الانفجار الكبير، قد امتد هذا التوازن الدقيق، مما أدى إلى زيادة كمية المادة.
لغز الخلط الميزوني عند LHC
قام الفيزيائيون الجسيمات بفحص سلوك الميزونات، الجسيمات داخلية الذرية المكونة من أزواج كوارك-مضاد الكوارك. الرصد في معجل لهادرونات CERN (LHC) أشار إلى أن الميزونات تتحلل إلى جزيئات أخف وتتحول إلى مضاداتها، ثم تعيد تكوينها، وهو ظاهرة معروفة بالخلط الميزوني. تحقق الباحثون ما إذا كانت التحويل من ميزون إلى مضاد الميزون كان مختلفًا عن العكس.
لتحليل هذه العملية المعقدة، استخدم العلماء في CERN ‘وسم الطعم’، عملية تتميز بتوظيف خوارزميات الذكاء الاصطناعي المتقدمة.
لماذا الذكاء الاصطناعي؟
قام الذكاء الاصطناعي في CERN بمعالجة البيانات من 500,000 تحلل لما يُسمى ‘بميزون الجمال الغريب’. وهو مؤلف من كوارك غريب و مضاد كوارك أسفل، ويتفكك إلى ميونس وكايونات مشحونة. باستخدام تقنيات الشبكات العصبية الرسومية، نجح الذكاء الاصطناعي في التمييز بين الميزونات والمضادات للميزون.
لقد توقعت هذه التحليلات، التي تجمع بين بيانات LHC Run 1 و Run 2، عددا متساويا بين تحللات المادة والمضادة للمادة إذا ثبتت التماثل الكوني. الاختلاف المسجل، الذي لم يكن معدومًا وفقًا لتوقعات النموذج القياسي، تم تأكيده كذلك بالبيانات من تجارب CERN’s ATLAS و LHCb، وهو اختراق.
تقدم هذه النتائج المعنوية الهامة، التي تجاوزت عتبة الثلاثة سيغما للأدلة العلمية، أول إشارات لاختراق انتهاك CP في تحلل ميزون الجمال الغريب، تنقل الباحثين إلى مناطق غير مستكشفة في الفيزياء الجسيمية.
فهم انتهاك CP وأهميته
يتم شرح عدم التماثل بين المادة والمضادة للمادة من خلال ظاهرة تُسمى انتهاك شحنة التضاعف الزوجي (CP). وهذا يشير إلى انتهاك تماثل التضاعف الزوجي (C)، الذي يربط الجسيمات بالمضادات لها، وتماثل الزوايا (P)، الذي يشمل الإحداثيات المكانية للنظام. بينما تم دمج انتهاك شحنة التضاعف الزوجي في النموذج القياسي للفيزياء الجسيمية من خلال مصفوفة Cabibbo-Kobayashi-Maskawa، إلا أن مستوى انتهاك شحنة التضاعف الزوجي المرصود ليس كافيًا لشرح السيطرة الفائقة للمادة على المضادة للمادة في الكون.
أسئلة رئيسية وتحديات
إحدى الأسئلة الهامة التي أثيرت بواسطة هذه النتائج هي: “كيف يؤدي مستوى انتهاك شحنة التضاعف الزوجي المرصود على مستوى الكم إلى السيطرة الكبيرة للمادة على المضادة للمادة على المستوى الكوني؟” هذا السؤال هو في زمن فهمنا للكون والفيزياء الجسيمية. بالإضافة إلى ذلك، يواجه الباحثون تحدي مصالحة انتهاك شحنة التضاعف الزوجي المرصود مع عدم وجود أدلة كافية لشرح انتهاك المادة-المضادة للمادة على المستوى الكوني. ومن المثير للجدل أيضًا ما إذا كان قد يوجد فيزياء جديدة تفوق النموذج القياسي يمكن أن تفسر هذه التناقضات.
مزايا وعيوب الذكاء الاصطناعي في الفيزياء الجسيمات
من بين مزايا استخدام الذكاء الاصطناعي، ولا سيما تقنيات الشبكات العصبية في الفيزياء الجسيمية، هو القدرة على معالجة وتحليل مجموعات بيانات كبيرة بدقة وسرعة أكبر من الطرق التقليدية. ومع ذلك، قد تتضمن العيوب الطبيعة السوداء لبعض الخوارزميات الذكاء الاصطناعي، حيث يصعب تتبع كيف وصلت الذكاء الاصطناعي إلى استنتاجاتها، مما يشكل مشكلاً للتحقق وتفسير النتائج.
روابط ذات صلة
للحصول على معلومات أكثر مباشرة حول موضوع اختلاف المادة والمضادة للمادة ودور الذكاء الاصطناعي في الفيزياء الجسيمة، يمكن زيارة المجالات الرئيسية التالية:
– CERN
– مشروع LHC
– تجربة ATLAS
– تجربة LHCb
من المهم أن نلاحظ، داخل ميدان الفيزياء الجسيمة ونطاقها الأوسع في علم الكونيات، أن الأبحاث الجارية تقوم بفحص وتوسيع النظريات والنماذج المتعلقة بالمسائل التي تمت مناقشتها هنا. وبالتالي، تلعب النتائج التي ينتجها CERN دوراً حاسماً في دفع حدود فهمنا للكون.