Искусственный интеллект и физика элементарных частиц: Как современные технологии и наука преобразовывают друг друга?

Физика элементарных частиц — наука, изучающая структуру и свойства элементарных частиц и их взаимодействия — способствует развитию инновационных технологий, которые в дальнейшем применяются не только в этой сфере, но и кочуют во многие другие. Потребность во все более совершенных инструментах, — детекторах частиц, сложных коллайдерах и других, — способствовала симбиотической связи между физикой и технологическими достижениями последнего столетия. Такое мнение в беседе с корреспондентом NEWS.am Tech выразил Томмасо Дориго, физик-экспериментатор, первый научный сотрудник Итальянского института ядерной физики (INFN), участник эксперимента CMS в ЦЕРН с 2001 года и эксперимента SWGO с 2022 года.

По его словам, многие новаторские технологии, такие как, например, кремниевые детекторы, изначально были разработаны и применялись в сфере физики элементарных частиц, но позднее они нашли применение в других сферах, например, в производстве смартфонов и прочих устройств, которые мы используем каждый день, в сфере военной промышленности и так далее.

Искусственный интеллект, в отличие от многих других технологий последних десятилетий, был разработан отнюдь не для физики элементарных частиц, но в этой сфере он уже сегодня находит очень обширное применение, в будущем же его возможности лишь вырастут.

«Развитие технологий ИИ приносит много пользы целому ряду наук, и физика элементарных частиц — однозначно, одна из них», — сказал специалист.

Скорость и обнаружение вещей за пределами нашего воображения

Как отметил специалист, в исследованиях в сфере фундаментальных наук для работы с большим количеством данных и для их интерпретации требуются передовые технологии. ИИ в данном случае может способствовать как ускорению многих работ и исследований, так и новым открытиям.

«Я работаю на Большом адронном коллайдере — это огромная машина, которая ищет столкновения с самой высокой энергией. Расшифровывать получаемые данные очень сложно, потому что у нас есть миллионы электронных каналов на каждое столкновение, а внутри этих машин происходит 40 миллионов столкновений в секунду. В работе со столь большими объемами данных могут помогать инструменты искусственного интеллекта — они могут сортировать наиболее интересные столкновения, которых очень мало, а также обнаруживать новую информацию, «новую физику», о которой мы, возможно, еще ничего не знаем. Этот инструмент называется обнаружением аномалий. С его помощью мы ищем вещи, которые находятся за пределами нашего воображения. Есть вещи, которые мы, теоретики, возможно, еще не придумали, и искусственный интеллект может их найти и обратить на них наше внимание», — отметил специалист.

Искусственный интеллект, как уже отмечалось, также может значительно ускорять работу и многие исследования в области физики элементарных частиц. Кроме того, с помощью ИИ можно создавать копии реальных наборов данных, работать с ними, проводить на их основе различное моделирование, что поможет лучше понять эти данные.

ИИ и физика в будущем

В будущем, как уверяет ученый, ИИ начнут еще шире применять в сфере физики элементарных частиц. В частности, ИИ сможет помогать в разработке и дизайне различных устройств. Например, строительство коллайдера считается серьезным вызовом, ведь это, как отметил специалист, — самые сложные машины, которые только можно себе представить, — с сотнями миллионов электронных каналов, сотнями различных субдетекторов и так далее. ИИ, как уверен специалист, может помочь упростить и ускорить разработку таких машин, оптимизировать их и так далее.

Другой вопрос, что многие ученые на сегодняшний день, как ни странно, довольно консервативны, и их сложно убедить «сменить парадигму», отказаться от привычных подходов и принять новые, в том числе, начать применять ИИ в своей работе. Для этого потребуется время.

Отметим, что Томмасо Дориго— один из спикеров международного конгресса USERN, который проходил в Ереване 8-10 ноября. Конгресс известен тем, что объединяет науку и искусство, позволяет с помощью искусства «переводить» науку на «язык», более понятный для широких слоев населения.