Un gruppo di ricercatori dell’Emory University di Atlanta ha messo a segno un risultato sorprendente, dimostrando che l’intelligenza artificiale (AI) non serve solo a processare dati o prevedere scenari, ma può scoprire nuove leggi della fisica partendo da zero. Il protagonista di questa rivoluzione è il “plasma polveroso”, uno stato della materia formato da un gas caldo carico elettricamente e da minuscole particelle di polvere sospese al suo interno. Questo tipo di plasma è più comune di quanto si pensi, presente sia negli anelli di Saturno sia nel fumo degli incendi sulla Terra.
La difficoltà nel comprendere questo stato della materia deriva dalle interazioni “non-reciproche” tra particelle, cioè la forza che una particella esercita su un’altra non è sempre uguale e contraria, rendendo estremamente complessa la loro descrizione con i metodi tradizionali della fisica. Secondo quanto riportato da Mindplex, per superare questo ostacolo i ricercatori hanno sviluppato un sistema avanzato di imaging 3D che ha permesso di tracciare con un laser e una telecamera ad alta velocità migliaia di traiettorie tridimensionali di particelle di polvere all’interno di una camera piena di plasma.
Scoperte, correzioni e nuovi orizzonti per la scienza grazie all’AI
I dati raccolti sono stati forniti a una rete neurale progettata per apprendere da un campione limitato, integrando alcune regole fisiche fondamentali come la gravità e le forze tra particelle. Grazie a questo approccio innovativo, l’AI è riuscita a scomporre i movimenti delle particelle, identificando con una precisione superiore al 99% le complesse forze non-reciproche, incluso un tipo di interazione asimmetrica mai modellata prima dove la particella che precede attrae quella che la segue, mentre quella che segue spinge via la precedente.
Ma l’intelligenza artificiale non si è fermata qui, correggendo alcune ipotesi errate della fisica tradizionale. Per esempio, ha dimostrato che la carica elettrica di una particella non aumenta semplicemente con la sua dimensione, ma è influenzata anche dalla densità e temperatura del plasma circostante. Inoltre, la riduzione della forza tra particelle non segue sempre un semplice andamento esponenziale in base alla distanza, ma dipende anche dalla dimensione delle particelle stesse.
Un aspetto particolarmente stimolante di questo progetto è che tutto il lavoro è stato eseguito su un computer desktop, senza bisogno di enormi risorse computazionali. Il modello teorico creato dall’AI ha potenziali applicazioni vaste, dalla scienza dei materiali alla biologia, offrendo un nuovo paradigma per la scoperta scientifica.
