CERN здійснює прогрес у галузі штучного інтелекту, розкриваючи домінування речовини у Всесвіті
Інтегруючи зростаючу хвилю технологій штучного інтелекту (ШІ), дослідники Європейського центру ядерних досліджень (CERN) представили результати, які викликають сумніви у давно утримувану віру про склад Всесвіту. Їх дослідження вказують на значну нерівновагу між речовиною та антиречовиною, що суперечить раніше припущеному космічному рівновазі.
Зсув у космічному балансі: Речовина переважає над антиречовиною
Довгий час наукова згода полягала у тому, що народження Всесвіту — Великий вибух, який стався близько 13,8 мільярда років тому — породив рівну кількість речовини та антиречовини. Цей баланс був важливим для підтримки енергетичної рівноваги Всесвіту. Однак науковці CERN представили відкриття, що вказують на те, що з часу Великого вибуху цей делікатний баланс нахилився, в результаті чого кількість речовини збільшилася.
Таємниця змішування мезонів на LHC
Частинкові фізики досліджували поведінку мезонів, підатомних частинок, що складаються з пар кварк-антикварк. Спостереження на Великому адронному колайдері (LHC) CERN показали, що мезони розпадаються на легші частинки, перетворюються у відповідники антиречовини, а потім реконструюються, яке отримало назву змішування мезонів. Дослідники перевірили, чи відмінний відповідний конверсії від мезона до антимезона.
Для розкриття цього складного процесу, науковці CERN використали ‘помітку смаку’, процес, що відрізняється використанням просунутих алгоритмів ШІ.
Чому штучний інтелект?
Роль ШІ в CERN полягала у обробці даних з 500 000 розпадів так званих ‘мезонів дивної краси’. ‘Мезон краси дивності’ складається з дивних кварків та антидивних кварків, подальший розпад у мюони та заряджені каони. Використовуючи графічні техніки нейронних мереж, ШІ ефективно відрізняв мезони від антимезонів.
Цей аналіз, поєднання даних від LHC Run 1 та Run 2, передбачував однакове нарахування розпадів речовини та антиречовини, якщо універсальна симетрія правдива. Записана асиметрія, показник, вказуючий на не нульовий результат, у відповідності із передбаченнями Стандартної моделі, додатково підтверджена даними випробувань ATLAS та LHCb на CERN, позначає прорив.
Ці статистично значущі відкриття, перетинаючі межу трьох-сигмового порогу для наукових доказів, надають перші ознаки порушення CP-симетрії у розпаді мезонів дивної краси, вводячи дослідників у недосяжні території частинкової фізики.
Розуміння порушення CP-симетрії та її значення
Асиметрія між речовиною та антиречовиною пояснюється явищем, що називається порушенням заряду та парности (CP). Це відноситься до порушення симетрії кон’югації заряду (C), яка пов’язує частки з античастками, та симетрії парності (P), що охоплює просторові координати системи. Хоча порушення CP включено в Стандартну модель частинкової фізики через матрицю Кабібо-Кобаяші-Маскави, спостережений рівень порушення CP недостатній, щоб пояснити переважання речовини над антиречовиною у Всесвіті.
Основні питання та виклики
Одне з важливих питань, яке виникає через ці відкриття: “Як відобразився спостережуваний рівень порушення CP на квантовому рівні на макроскопічне переважання речовини над антиречовиною у Всесвіті?” Це питання становить основу нашого розуміння космології та частинкової фізики. Крім того, дослідники постають перед викликом узгодження спостереженого порушення CP з відсутністю достатніх доказів для пояснення асиметрії між речовиною та антиречовиною у Всесвіті. Їх також турбує питання, чи можливо, що існує нова фізика поза Стандартною моделлю, яка могла б пояснити це розходження.
Переваги та недоліки ШІ в частинковій фізиці
Перевагою використання ШІ, зокрема технік нейронних мереж, в частинковій фізиці є можливість обробки та аналізу великих наборів даних з більшою точністю та швидкістю, ніж традиційні методи. Однак недолікою може бути чорнова спрямованість деяких алгоритмів ШІ, де стає складним відслідковувати, яким чином ШІ приходить до своїх висновків, що створює проблеми для валідації та інтерпретації результатів.
Відповідні посилання
Для отримання більш прямої інформації на тему асиметрії речовини-антиречовини та ролі штучного інтелекту в частинковій фізиці, можна відвідати наступні основні домени:
– CERN
– Проект LHC
– Експеримент ATLAS
– Експеримент LHCb
Важливо зауважити, що в галузі частинкової фізики та ширше в космології, активні дослідження продовжують тестувати та розширювати теорії та моделі, що стосуються питань, що розглядаються тут. Таким чином, результати, які представлені CERN, відіграють важливу роль у розширенні меж нашого розуміння Всесвіту.