Kara deliklerin çarpışması veya yıldız patlamaları gibi aşırı kozmik olaylar, uzay-zaman, yerçekimi dalgaları olarak adlandırılan dalgalanmalara neden olabilir. Keşifleri evrene yeni bir pencere açtı. Onları gözlemlemek için, ultra kesintiye uğrayan dedektörler gereklidir, ancak bunları tasarlamak insanlar için büyük bir bilimsel zorluk olmaya devam etmektedir.
Max Planck Işık Bilimi Enstitüsü’ndeki (MPL) araştırmacılar, yapay bir zeka sisteminin tamamen yeni çözümler bulmak için olası tasarımların nasıl büyük bir alanını keşfedebileceği üzerinde çalışıyorlar. Sonuçlar yakın zamanda dergide yayınlandı Fiziksel inceleme x.
Bir asırdan fazla bir süre önce, Einstein teorik olarak yerçekimi dalgalarını tahmin etti. Sadece 2016 yılında doğrudan tespit edilebilirler, çünkü gerekli dedektörlerin gelişimi son derece karmaşıktı.
MPL’deki Araştırma Grubu Yapay Bilim İnsanı Laboratuvarı başkanı Dr. Mario Krenn, bu dedektörleri başarılı bir şekilde inşa eden LIGO (“Lazer İnterferometre Yerçekimi Dalgası Gözlemevi”) ile işbirliği içinde, yeni interferometrik yerçekimi dalga dedektörleri tasarlamak için “urania” adı verilen AI tabanlı bir algoritma tasarladı.
İnterferometri, dalgaların parazitini, yani karşılaştıklarında süperpozisyonlarını kullanan bir ölçüm yöntemini tanımlar. Dedektör tasarımı hem düzeni hem de parametrelerin optimize edilmesini gerektirir. Bilim adamları bu zorluğu sürekli bir optimizasyon problemine dönüştürdüler ve modern makine öğreniminden esinlenen yöntemleri kullanarak çözdüler.
En iyi bilinen yeni nesil dedektörlerden daha iyi performans gösteren birçok yeni deneysel tasarım buldular. Bu sonuçlar, tespit edilebilir sinyal aralığını bir büyüklük sırasından daha fazla iyileştirme potansiyeline sahiptir.
Konformist olmayan ve yaratıcı: Urania’nın keşfettiği şey bu
Algoritmanın çözümlerinde, araştırmacılar bilinen çok sayıda tekniği yeniden keşfettiler. Urania ayrıca dedektör teknolojisi anlayışımızı yeniden şekillendirebilecek alışılmadık tasarımlar önerdi. Krenn, “Kabaca iki yıl süren AI algoritmalarımızı geliştirdikten ve çalıştırdıktan sonra, insan bilim adamlarının deneysel planlarından daha iyi görünen düzinelerce yeni çözüm keşfettik. Kendimize insanların makineye kıyasla neleri göz ardı ettiklerini sorduk” diyor Krenn.
Araştırmacılar, yapay zeka ile keşfedilen hileleri, fikirleri ve teknikleri anlamak için bilimsel yaklaşımlarını genişletti. Birçoğu hala onlara tamamen yabancı. Toplu bir “Dedektör Hayvanat Bahçesi” nde en iyi performans gösteren 50 tasarım derlediler ve daha fazla araştırma için bilimsel topluluğa sundular.
Yakın zamanda yayınlanan çalışmalar, AI’nın yeni dedektör tasarımlarını ortaya çıkarabileceğini ve insan araştırmacılarına yeni deneysel ve teorik fikirleri keşfetmeleri için ilham verebileceğini gösteriyor. Daha geniş bir şekilde, AI’nın evreni keşfetmek için gelecekteki araçların tasarlanmasında en küçüklerden en büyük ölçeklere kadar önemli bir rol oynayabileceğini düşündürmektedir.
Krenn, “Makinelerin bilimde yeni insanüstü çözümler keşfedebileceği bir dönemdeyiz ve insanların görevi makinenin ne yaptığını anlamaktır. Bu kesinlikle bilimin geleceğinin çok önemli bir parçası olacak” diyor Krenn.
