Vedci sa vo svojom experimente snažili simulovať správanie elektrónov v pomerne komplikovanej mriežkovej štruktúre, pričom cieľom ich výskumu bola supravodivosť – dôležitá schopnosť materiálu viesť elektrický prúd s takmer nulovými stratami.

Ako informuje ScienceAlert, komplikované správanie elektrónov v tejto štruktúre pomohla skúmať umelá inteligencia.

Ostali len štyri rovnice

Simulovanie pohybu elektrónov v takýchto mrežových štruktúrach doteraz vyžadovalo státisíce rovníc. Ani zďaleka sa totiž nejedná o jednoduchý pohyb, ako keby sme do krabice naplnenej mrežami hodili loptičky. Elementárne častice sú chaotické a vďaka kvantovej mechanike nesú vlastnosti vĺn, nielen častíc.

Simulovať čosi také je preto extrémne komplikované.

Pomocou umelej inteligencie sa ale vedcom podarilo celý proces pre počítače zásadne zjednodušiť a premeniť viac ako 100 000 rovníc na iba 4 rovnice. Vedci vysvetľujú, že táto umelá inteligencia je v podstate zariadením, ktoré je schopné rozoznávať nenápadné a skryté vzorce a súvislosti, ktoré si človek inak tak ľahko nevšimne.

flashmovie/freepik

„Začneme s týmto obrovským objektom so spárovanými diferenciálnymi rovnicami, z ktorých každý reprezentuje pár kvantovo previazaných elektrónov. Napokon použijeme strojové učenie, aby sme to premenili na niečo, čo môžete spočítať na prstoch,“ vysvetľuje Domenico Di Sante, fyzik a autor štúdie, ktorej výsledky boli zverejnené v žurnále APS Physics.

Vymyslela alternatívnu fyziku

Umelá inteligencia sa stáva čoraz väčším pomocníkom vedcov a nedávno sa takémuto systému podarilo „vymyslieť“ vlastnú fyziku. Nevídané fyzikálne zákony tento program použil na vysvetlenie toho, čo vídame v realite – sú pritom prekvapivo presné, v porovnaní s našou fyzikou im ale niečo chýba.

Faktom však je, že výsledkom štúdie nie sú nutné fyzikálne zákony a vysvetlenia reality, ktoré sú lepšie či efektívnejšie, než tie naše. Napriek tomu ale ide o kľúčový krok smerom k zefektívneniu vedeckého výskumu pomocou umelej inteligencie. V rámci tohto experimentu pritom program dostal len videá fyzikálnych javov, ktoré ľudstvo dobre pozná.

Obrovský potenciál

Tím zodpovedný za experiment opisuje aj obrovský potenciál tohto prístupu, vďaka ktorému je možné pokoriť jeden z najväčších problémov fyziky – takzvaný „problém mnohých elektrónov“, kvôli ktorému je extrémne zložité presne opisovať systémy obsahujúce väčšie množstvá elektrónov. Tam ale možné použitia tejto metódy ani zďaleka nekončia a otvára dvere do úplne nových smerov.

anusorn_nakdee/freepik

Môže totiž pomôcť vo vylepšovaní Hubbardovho modelu, ktorý vedcom slúži na predpovedanie správania elektrónov v materiáloch v pevnom skupenstve, píše Simons Foundation. Pochopiteľne sa jedná aj o zásadný krok vpred v chápaní supravodivosti, ktorá sa stáva čoraz dôležitejšou a ľudstvo ju využíva nielen pri vedeckých experimentoch, ale aj pri skutočných praktických záležitostiach.

Cieľom výskumu je dosiahnuť stabilnú supravodivosť aj bez toho, aby muselo dôjsť k extrémnemu chladeniu vodivého materiálu. Takéto chladenie je totiž nielen energeticky náročné, ale v niektorých prípadoch aj problematické. Termojadrové reaktory, známe aj ako tokamaky, využívajú množstvo supravodičov a intenzívne chladenie spôsobuje, že je veľmi zložité vyprodukovať viac energie, než je spotrebovanej na prevádzku takéhoto reaktoru.

Pošli nám TIP na článok



Teraz čítajú

NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP