ШІ відкрив невідому фізику в четвертому стані матерії

Фізики за допомогою ШІ виявили раніше приховані правила, що регулюють взаємодію частинок у плазмі, четвертому стані матерії. Нове дослідження було зосереджено на вивченні взаємодії частинок у пиловій плазмі. При цьому ШІ зміг відтворити складні односторонні сили, коли одна частинка впливає на іншу інакше, ніж та реагує у відповідь, а також допоміг спростувати давно усталені припущення про поведінку цих сил. Вчені показали, що штучний інтелект може робити більше, ніж просто аналізувати дані або робити прогнози. Він може допомогти відкрити абсолютно нові закони фізики.

Пилова плазма — що це?

Нове дослідження пропонує один із найдокладніших на сьогоднішній день описів фізики, що керує пиловою плазмою. Вона складається з іонізованого газу, заповненого взаємодіючими зарядженими частинками, включно з найдрібнішими частинками пилу. Використовуючи ШІ фізики змогли описати асиметричні сили між частинками з точністю понад 99%.

Плазму часто називають четвертим станом матерії. У цьому стані газ іонізується, тобто електрони та іони вільно рухаються і створюють унікальні властивості, такі як електропровідність. Плазма становить близько 99,9% видимого Всесвіту, від сонячного вітру, що виходить від Сонця, до блискавок на Землі.

Пилова плазма включає в себе додаткові заряджені частинки пилу і зустрічається в багатьох середовищах, від кілець Сатурна до іоносфери Землі. На Землі пилова плазма може утворюватися під час лісових пожеж, коли сажа змішується з димом. Ці заряджені частинки можуть порушувати роботу радіозв'язку.

Нова фізика в плазмі

Фізики провели спостереження в контрольованих умовах, як частинки реагують на різні сили в пиловій плазмі. Вчені створили метод томографічної візуалізації для реєстрації тривимірного руху частинок. Лазерний промінь переміщається по камері з плазмою, а високошвидкісна камера записує зображення. Потім ці знімки об'єднуються для відновлення положення десятків частинок у часі, що дає змогу детально відстежувати їхній рух.

ШІ успішно відтворив складні взаємодії в плазмі, включно з асиметричними силами між частинками. Фізики порівнюють цю поведінку з двома човнами, що рухаються озером. Кожен човен створює хвилі, які впливають на інший човен. Залежно від їхнього положення ці хвилі можуть по-різному штовхати або тягнути човни. За словами фізиків, вони виявили за допомогою ШІ, що провідна частинка притягує ведену в пиловій плазмі, але ведена завжди відштовхує провідну. Раніше це явище припускалося, але тепер його побачили.

ШІ спростовує дві теорії у фізиці плазми

Результати дослідження ставлять під сумнів більш ранні теорії. Одна з них припускала, що електричний заряд частинки збільшується прямо пропорційно її розміру. Нові дані показують, що, хоча більші частинки дійсно несуть більший заряд, ця залежність складніша і залежить від таких факторів, як щільність і температура плазми.

Інша теорія припускала, що сили між частинками експоненціально зменшуються з відстанню, причому це зменшення не залежить від розміру частинки. ШІ показав, що розмір частинок впливає на швидкість ослаблення цих сил.

Источник: focus.ua