Искусственный интеллект открыл новые законы физики в хаосе плазмы

Физики из Университета Эмори с помощью искусственного интеллекта открыли новые закономерности природы, скрытые в хаотичных системах пылевой плазмы.

Используя специально разработанную нейросеть, исследователи смогли с точностью более 99% описать так называемые невзаимные силы — явления, когда одна частица влияет на другую иначе, чем получает ответный ответ.

Результаты исследования, опубликованного в журнале PNAS, свидетельствуют о том, что искусственный интеллект способен не только прогнозировать процессы, но и помогать открывать фундаментальные физические законы.

Объектом исследования стала пылевая плазма – ионизированный газ, содержащий заряженные микрочастицы. Она встречается, в частности, в кольцах Сатурна, ионосфере Земли и даже во время лесных пожаров.

В лабораторных условиях ученые отслеживали трехмерное движение десятков частиц в вакуумной камере. Модель искусственного интеллекта, обученная на ограниченном объеме данных, смогла разложить это движение на три составляющие: сопротивление среды, внешние силы (например, гравитацию) и сложные межчастичные взаимодействия.

Полученные результаты подвергли сомнению ряд традиционных теорий. В частности, выяснилось, что зависимость электрического заряда от размера частицы значительно сложнее, чем считалось ранее, а скорость ослабления сил взаимодействия напрямую зависит от размеров объектов.

Профессор Джастин Бертон отметил, что этот подход имеет универсальное применение: его можно использовать для исследования промышленных красок, поведения живых клеток или даже процессов метастазирования опухолей.

В то же время ученые отмечают: несмотря на мощь искусственного интеллекта, ключевую роль в толковании таких открытий в «четвертом состоянии материи» все же играет критическое мышление человека.