Baandoorbrekende AI-toepassingen bij CERN onthullen het materiële onevenwicht in het universum
Onderzoekers van het Europees Centrum voor Kernonderzoek (CERN) hebben een revolutionaire aanpak gekozen door kunstmatige intelligentie (AI) te integreren in de verwerking van complexe wetenschappelijke gegevens. Deze fusie van technologie en wetenschap heeft geleid tot een verrassende onthulling over het evenwicht tussen materie en antimaterie in het universum.
Decennialang was de wetenschappelijke consensus dat de creatie van het universum resulteerde in gelijke hoeveelheden materie en antimaterie, een principe dat essentieel is voor het kosmische energie-evenwicht. Nieuwe bevindingen suggereren echter een fundamentele fout in deze overtuiging. Huidig bewijs wijst op een verbijsterende overwicht van materie boven antimaterie sinds de oerknal ongeveer 13,8 miljard jaar geleden plaatsvond.
Het vraagstuk dat voortvloeit uit dit onevenwicht heeft natuurkundigen doen verbazen, omdat het overheersende Standaardmodel van de deeltjesfysica geen bevredigende verklaringen biedt. Vandaar dat onderzoeken naar deze asymmetrie voortduren.
Een blik in mesonmixing bij CERN
De Large Hadron Collider (LHC), de deeltjesfysica-reus van CERN, is het toneel geweest voor het waarnemen van mesonen, dit zijn subatomaire deeltjes bestaande uit gelijke aantallen quarks en antiquarks. Wetenschappers hebben het mechanisme achter mesonen die transformeren in hun antimaterie-tegenhangers en vice versa nauwlettend onderzocht.
Dit wetenschappelijke onderzoek was gericht op het vergelijken van de hoeveelheden deeltjes vóór de verval tegen de verhoudingen die optreden bij verschillende intervallen gedurende het mengproces. Om onderscheid te maken tussen mesonen en antimesonnen, gebruikten experts van CERN ‘Flavour Tagging’, een methode versterkt door een geavanceerd op AI gebaseerd algoritme.
De noodzaak van kunstmatige intelligentie in moderne fysica
Met behulp van een kunstmatig intelligentie-algoritme verwerkten wetenschappers van CERN effectief monsters met 500.000 vervalprocessen van het Vreemde Prachtige Meson in paren van muonen en geladen kaonen. Dit meson bestaat uit een vreemd quark en een antion quark, terwijl muonen en kaonen zwaardere verwanten zijn van elektronen en soorten mesonen, respectievelijk.
Dit algoritme, ontworpen als een grafisch neuraal netwerk, onderscheidde op een behendige wijze kenmerken door gegevens over omringende deeltjes en die resulterend uit het verval samen te voegen.
Gegevens, samengesteld uit de tweede LHC-run, in combinatie met de gegevens van de vorige run, wezen op een aanzienlijke kloof in materie-antimaterie-symmetrie, afwijkende van nul wat een indicatie zou zijn van gelijke verhoudingen. De resultaten weerspiegelden niet alleen voorspellingen van het Standaardmodel, maar stemden ook overeen met bevindingen uit andere CERN-experimenten zoals ATLAS en LHCb. Bovendien bereikten ze de statistische significantiedrempel die algemeen erkend wordt door onderzoekers, wat het eerste geval markeerde van gedetecteerde CP-schending bij het verval van een Vreemd Prachtig Meson.
Het gebruik van kunstmatige intelligentie (AI) door wetenschappers van CERN om het asymmetrie in materie en antimaterie te onderzoeken opent niet alleen een spannende intersectie tussen AI en natuurkunde, maar zet ook aan tot een heroverweging van ons basale begrip van het universum.