Η τεχνητή νοημοσύνη αναμένεται να φέρει επανάσταση στη θεμελιώδη φυσική και να ανοίξει νέους δρόμους κατανόησης για τη μοίρα του σύμπαντος, σύμφωνα με τον επόμενο γενικό διευθυντή του CERN.
Ο Βρετανός φυσικός καθηγητής Mark Thomson, ο οποίος θα αναλάβει την ηγεσία του CERN την 1η Ιανουαρίου 2026, υποστηρίζει ότι η μηχανική μάθηση χαράζει νέα πορεία στην έρευνα της σωματιδιακής φυσικής. Οι εξελίξεις αυτές, όπως σημειώνει, είναι συγκρίσιμες με την τεχνολογία τεχνητής νοημοσύνης που επέτρεψε την πρόβλεψη της δομής των πρωτεϊνών – επίτευγμα που χάρισε σε επιστήμονες της Google DeepMind το Νόμπελ Χημείας τον Οκτώβριο.
Στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), παρόμοιες τεχνικές χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση εξαιρετικά σπάνιων γεγονότων. Αυτά τα φαινόμενα κρατούν το κλειδί για το πώς τα σωματίδια απέκτησαν μάζα αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη και αν το σύμπαν μας μπορεί να βρίσκεται στα πρόθυρα μιας καταστροφικής κατάρρευσης.
«Αυτές δεν είναι σταδιακές βελτιώσεις», δήλωσε ο Thomson. «Είναι τεράστια άλματα που επιτυγχάνονται χάρη στις προηγμένες τεχνικές». Ο ίδιος πρόσθεσε: «Πρόκειται για μια ριζική αλλαγή για τον τομέα μας. Είναι πολύπλοκα δεδομένα, όπως και η αναδίπλωση πρωτεϊνών· αν χρησιμοποιήσεις μια εξίσου περίπλοκη τεχνική, όπως η τεχνητή νοημοσύνη, τότε θα κερδίσεις».
Νέα ώθηση για τα πειράματα του CERN
Οι δηλώσεις του Thomson έρχονται τη στιγμή που το συμβούλιο του CERN προωθεί το σχέδιο για τον Future Circular Collider, έναν νέο επιταχυντή 90 χιλιομέτρων που θα ξεπερνά κατά πολύ τον LHC. Παρά τις επιφυλάξεις ορισμένων, λόγω της απουσίας εντυπωσιακών ανακαλύψεων μετά την ανεύρεση του μποζονίου Higgs το 2012, ο Thomson θεωρεί ότι η τεχνητή νοημοσύνη δίνει νέα ώθηση στην αναζήτηση της φυσικής πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο.
Εκτιμά ότι σημαντικές ανακαλύψεις μπορεί να έρθουν μετά το 2030, όταν η αναβάθμιση του LHC θα αυξήσει την ένταση της δέσμης κατά δέκα φορές. Αυτό θα επιτρέψει πρωτοφανείς παρατηρήσεις του μποζονίου Higgs, γνωστού και ως «σωματιδίου του Θεού», το οποίο χαρίζει μάζα στα υπόλοιπα σωματίδια και συγκρατεί το σύμπαν.
«Υπάρχει μια συγκεκριμένη μέτρηση του μποζονίου Higgs που είναι θεμελιώδης για τη φύση του σύμπαντος», εξήγησε ο Thomson. «Θα προσπαθήσουμε να παράγουμε όχι ένα, αλλά δύο μποζόνια Higgs ταυτόχρονα».
Το μυστήριο της αυτοσύζευξης Higgs
Αυτό θα επιτρέψει στους επιστήμονες να μετρήσουν για πρώτη φορά πώς το σωματίδιο Higgs δίνει μάζα στον εαυτό του – ένα φαινόμενο γνωστό ως αυτοσύζευξη Higgs. Αν και η ταυτόχρονη εμφάνιση δύο μποζονίων Higgs είναι εξαιρετικά σπάνια, ο Thomson δήλωσε ότι πλέον είναι αισιόδοξος: «Πριν πέντε χρόνια θα θεωρούσα πως κάτι τέτοιο είναι πέρα από τις δυνατότητες του LHC. Τώρα είμαι βέβαιος ότι θα πετύχουμε μια αξιόπιστη μέτρηση».
Η δύναμη αυτής της αυτοσύζευξης είναι κρίσιμη για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο, ένα τρισεκατομμυριοστό του δευτερολέπτου μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, τα σωματίδια απέκτησαν μάζα. Θα μπορούσε ακόμη να δείξει αν το πεδίο Higgs βρίσκεται σε σταθερή κατάσταση ή αν μπορεί να υποστεί μια νέα μετάβαση στο μέλλον – σενάριο που θα οδηγούσε στην εξαφάνιση του σύμπαντος όπως το γνωρίζουμε. Το Καθιερωμένο Πρότυπο υποδεικνύει ότι αυτό είναι θεωρητικά δυνατό, χωρίς ωστόσο να υπάρχει λόγος ανησυχίας.
«Δεν είναι κάτι που θα μπορούσε να συμβεί σε κλίμακα χρόνου σχετική ακόμη και με τα αστέρια μας», δήλωσε ο θεωρητικός φυσικός του CERN, Dr Matthew McCullough. «Ωστόσο, παραμένει ένα καθαρά επιστημονικό ερώτημα – θα μπορούσε να συμβεί;».
Η τεχνητή νοημοσύνη στην υπηρεσία της φυσικής
Σύμφωνα με τον Thomson, «πρόκειται για μια βαθιά θεμελιώδη ιδιότητα του σύμπαντος που δεν έχουμε κατανοήσει πλήρως». Αν η μέτρηση της αυτοσύζευξης αποκλίνει από τη θεωρία, αυτό θα αποτελέσει, όπως είπε, «μια τεράστια ανακάλυψη».
Η τεχνητή νοημοσύνη εφαρμόζεται πλέον σε κάθε στάδιο λειτουργίας του LHC – από την επιλογή των δεδομένων που θα συλλεχθούν έως την ανάλυσή τους. «Όταν ο LHC συγκρούει πρωτόνια, πραγματοποιεί περίπου 40 εκατομμύρια συγκρούσεις το δευτερόλεπτο και πρέπει να αποφασίσουμε μέσα σε ένα μικροδευτερόλεπτο ποια γεγονότα αξίζει να κρατήσουμε», εξηγεί η Dr Katharine Leney από το πείραμα Atlas. «Χάρη στην τεχνητή νοημοσύνη, έχουμε προχωρήσει τουλάχιστον 20 χρόνια μπροστά σε σχέση με τις αρχικές μας προσδοκίες».
Οι επιστήμονες ελπίζουν ότι ο LHC θα μπορέσει κάποτε να παράγει σκοτεινή ύλη, η οποία πιστεύεται ότι αποτελεί μεγάλο μέρος του σύμπαντος. Επειδή όμως η φύση της παραμένει άγνωστη, η αναζήτηση είναι δύσκολη. Η γενετική τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να βοηθήσει, επιτρέποντας πιο ανοιχτές ερευνητικές προσεγγίσεις. Όπως λέει ο Thomson, «αντί να ψάχνουμε για ένα συγκεκριμένο σήμα, μπορούμε να ρωτήσουμε: υπάρχει κάτι απροσδόκητο σε αυτά τα δεδομένα;».
