CERN attīstības panākumi AI jomā atklāj Visuma lietišķu daudzumu
Apvienojot strauji augošo mākslīgā intelekta (AI) tehnoloģiju plūsmu, Eiropas Kodolpētījumu centra (CERN) pētnieki ir izkustinājuši rezultātus, kas apšauba ilgi noturētu ticību par Visuma sastāvu. Viņu pētījumi liecina par ievērojamu nelīdzsvarotību starp vielu un pretvīrus. Tas pretrunā ar iepriekš uzskatīto kosmisko līdzsvaru.
Pagrieziens kosmiskajā līdzsvarā: Viena vielas daudzums pārsniedz pretvīrusu daudzumu
Gadiem ilgi zinātniskā konsensa bija tāds, ka Visuma dzimšana – Lielais sprādziens, kas notika apmēram pirms 13.8 miljardiem gadu, – radīja vienādus vielas un pretvīrusa daudzumus. Šis līdzsvars bija būtisks, lai uzturētu Visuma enerģijas līdzsvaru. Tomēr CERN zinātnieki ir prezentējuši secinājumus, kas liecina, ka kopš Lielā sprādziena šis delikātais līdzsvars ir sakritis, rezultātā veidojot lielāku vielu daudzumu.
Mesona maisīšanās mīkla pie LHC
Daļiņu fiziki ir pētījuši mezonus, subatomiskās daļiņas, kas sastāv no kvarku-pretķarku pāru. Vērojumi CERN lielajā hadronu koleratorā (LHC) liecināja, ka mezoni sabrūk par vieglākām daļiņām, pārtop par pretvīrusa ekvivalentiem, un tad pārbūvējas, parādība, ko dēvē par mezona maisīšanos. Pētnieki izmeklēja, vai pārvēršana no mezona uz pretmezonu bija atšķirīga no otrādi.
Lai analizētu šo sarežģīto procesu, CERN zinātnieki izmantoja ‘garšas atzīmēšanu’. šo procesu raksturo apvienotoīšana ar ātriem AI algoritmiem.
Kā AI var palīdzēt?
AI loma CERN ietverēja datu apstrādi no 500 000 šādu tā saukto ‘dīvainā skaistuma mezona’ sabrukumu. Dīvainā skaistuma mezons sastāv no dīvainā kvarka un apakšējā pretkvarka, tālāk sabrūkot par mioniem un lādētiem kaoniem. Izmantojot grafiku neironu tīklu tehnikas, AI efektīvi atšķīra mezonus no pretmezoniem.
Šī analīze, LHC 1. un 2. skrējienu datu sintēzē, gaidīja līdzsvarotu rezultātu starp vielu un pretvīrusu sabrukumiem, ja universālais simetriskums būtu patiess. Ierakstītā asimetrija, indecējoši ne nulle un saskaņā ar Standarta modeļa prognozēm, ko turpmāk apstiprināja CERN ATLAS un LHCb eksperimentu dati, ir caurums.
Šie statistiski nozīmīgie atklājumi, pārkāpjot zinātniskā pierādījuma trīs-sigmā slieksni, nodrošina pirmās pazīmes par CP pārkāpumu dīvainā skaistuma mezona sabrukumā, virzot pētniekus uz daļiņu fizikas jaunajiem teritorijiem.
CP pārkāpuma saprašana un tā nozīme
Asimetrija starp vielu un pretvīrusu tiek skaidrota, izmantojot parādību, ko sauc par elektriskā lādiņa pārkāpumu (CP pārkāpums). Tas attiecas uz lādiņa konjugācijas simetrijas (C) pārkāpumu, kas saista partikulas ar antipartikulām, un pāra simetrijas (P), kas ietver sistēmas telpisko koordināšu. Lai gan CP pārkāpums ir iekļauts daļiņu fizikas Standarta modeļā caur Kabibo-Kobajaši-Maskavas matricu, novērotā CP pārkāpuma līmenis nav pietiekami, lai izskaidrotu vielas pārsvaru pār pretvīrusu Visumā.
Svarīgi jautājumi un izaicinājumi
Viens no svarīgiem jautājumiem, ko rada šie atklājumi, ir: “Kā novērotais CP pārkāpuma līmenis kvantu līmenī ved pie vielas pārsvara pār pretvīrusu kosmosā makroskopiskā līmenī?” Šis jautājums ir mūsu kosmoloģijas un daļiņu fizikas saprašanas būtība. Turklāt pētnieki saskaras ar izaicinājumu saskaņot novēroto CP pārkāpumu ar nepietiekamu pierādījumu, lai izskaidrotu vielas un pretvīrusa asimetriju Visumā. Arī ir strīdīgi, vai pastāv jaunas fizikas aiz Standarta modeļa, kas varētu izskaidrot šo nesaskaņu.
AI priekšrocības un trūkumi daļiņu fizikā
Viens no AI izmantošanas priekšrocībām, īpaši neironu tīklu tehnikas daļiņu fizikā, ir spēja apstrādāt un analizēt lielus datu kopumus ar lielāku precizitāti un ātrumu nekā tradicionālās metodes. Tomēr trūkums var ietvert dažu AI algoritmu ‘melnās kastes’ raksturu, kur ir grūti izsekot, kā AI izveidoja savus secinājumus, radot problēmu validēšanai un rezultātu interpretācijai.
Saistītie saites
Lai iegūtu vairāk informācijas par tēmu par vielas un pretvīrusu asimetriju un mākslīgā intelekta lomu daļiņu fizikā, var apmeklēt šādas galvenās domēnas:
– CERN
– LHC Projekts
– ATLAS Eksperiments
– LHCb Eksperiments
Svarīgi ir atzīmēt, ka daļiņu fizikas laukā un plašākā kosmoloģijas jomā aktīvi tiek pētītas un paplašinātas teorijas un modeļi, kas saistīti ar šeit apskatītajiem jautājumiem. Tādēļ CERN radušie rezultāti spēlē būtisku lomu, tikai paplašinot mūsu saprašanu par Visumu.