AI e acceleratori

Gli esperimenti nel più grande acceleratore di particelle del mondo. l’LHC (Large Hadron Collider), nei laboratori di fisica del CERN, produce molto di più di un milione di GygaBytes di dati ogni minuto. Anche dopo aver compresso questa colossale quantità di dati, i dati archiviati in poche ore sono equivalenti ai dati registrati in un intero anno di dati da siti di social network come facebook alimentato e roccolti dagli utenti.
Un enorme quantità di dati che non possono essere analizzati e studiati da semplici mortali come noi.
Questo volume di dati è destinato a crescere.

Large Hadron Collider

Guidati dalla volontà di manipolare in maniera efficace questo enorme volume di dati relativi agli esperimenti, i fisici che stanno lavorando nell’acceleratore di particelle come il Large Hadron Collider (LHC) hanno coinvolto esperti di intelligenza artificiale (AI) per affrontare il diluvio di dati che ha interessato LHC. Per coloro che non non conoscono l’argomento, per intelligenza artificiale si intende un insieme di algoritmi, spesso basati su reti neurali artificiali, che mimano il modo con cui l’essere umano apprende e risolve problemi complessi attraverso le informazioni e l’esperienza acquisita. Macchine che eseguono programmi basati su intelligenza artificiale (AI) che imparano attività come la comprensione del linguaggio, la pianificazione, la risoluzione di problemi, la percezione, e in grado di auto gestirsi e che posso lavorare efficacemente senza perdersi nel labirinto dei dati.

La nuova generazione di esperimenti di collisione fra particelle potrebbe coinvolgere alcuni tra le migliori macchine pensanti se i legami tra fisici delle particelle e ricercatori di intelligenza artificiale prenderanno il volo senza intoppi. Queste macchine potrebbero fare scoperte sensazionali senza nessun aiuto umano.

Intelligenza Artificiale e la scoperta del Bosone di Higgs

La fisica delle particelle e l’intelligenza artificiale non sono due perfetti sconosciuti. ATLAS e CMS sono due dei più popolari esperimenti dell’LHC che ha gettato le basi e la via per la scoperta del Bosone di Higgs pochi anni fa. Essi riuscirono a fare ciò grazie soprattutto alla tecnologia del Machine Learning, che non è altro che l’unica forma attualmente disponibile di intelligenza artificiale in particolare con il suo sottoinsieme di algoritmi di apprendimento profondo o meglio Deep Learning. Il machine learning permette di individuare pattern ed estrarre conclusioni da questi.
Gli algoritmi AI erano utilizzati principalmente per la simulazione dei detriti prodotti dalla collisione e addestrati a individuare accuratamente i pattern estratti dal decadimento delle rare particelle di Higgs mescolati con migliaia di pezzi di dati irrilevanti.

Bosone di HIggs

Deep Learning

Recenti progressi nel campo dell’intelligenza artificiale e nello specifico l’ambito del machine learning chiamato Deep Learning promette di aumentare ancora di più gli orizzonti nella ricerca negli studi sugli acceleratori di particelle.
Deep learning usa dei sistemi che sono ispirati al funzionamento del cervello umano. Sono sistemi di reti neuronali artificiali ossia piccole unità funzionali dette neuroni artificiali connessi a creare una rete. Ogni unità è una combinazione di valori che dato un input è in grado di generare un valore di output passandolo all’unità del layer successivo e via, via sempre più negli strati più “profondi” della rete. In altre parole, deep learning è ciò che oggi più si avvicina ad un cervello umano pur essendo sistemi relativamente ancora molto, molto distanti dall’intelligenza umana sono in grado di apprendere singoli task con prestazioni elevate come ad esempio l’analisi di dati per a ricerca di dati.

Oggi, i fisici impiegano principalmente i sistemi di intelligenza artificiale per scovare caratteristiche e pattern nel grande calderone di dati generati dagli esperimenti di accelerazione delle particelle che possono aiutarci a rispondere l’immane questione che concerne la fisica delle particelle. Fra dieci anni da ora, gli algoritmi di intelligenza artificiale potranno essere in grado di rispondere alle loro domande in modo idipendentemente ed avvisare i ricercatori nel momento in cui nasceranno opportunità di scoperte pioneristiche nella fisica.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.