L'applicazione di tecniche di apprendimento automatico al Large Hadron Collider (LHC) sta aprendo nuove frontiere nella ricerca di eventi rarissimi, cruciali per comprendere come le particelle hanno acquisito massa nei primi istanti dopo il Big Bang e se l'universo possa essere sull'orlo di un collasso catastrofico. Queste innovazioni non sono semplici miglioramenti incrementali, ma rappresentano un salto qualitativo nella capacità di analisi dei dati complessi prodotti dagli esperimenti di fisica delle particelle.
Il futuro della ricerca al CERN
Thomson sottolinea l'importanza di questi sviluppi nel contesto della proposta per il Future Circular Collider, un progetto da 17 miliardi di dollari che, con i suoi 90 km di circonferenza, supererebbe di gran lunga le dimensioni dell'attuale LHC. Nonostante lo scetticismo di alcuni e le preoccupazioni sui costi, il direttore entrante vede nell'AI un nuovo impulso per la ricerca di nuova fisica a livello subatomico.
Un importante aggiornamento previsto dopo il 2030 aumenterà l'intensità del fascio dell'LHC di dieci volte, permettendo osservazioni senza precedenti del bosone di Higgs, soprannominato "particella di Dio". Thomson spiega: "C'è una particolare misurazione sul bosone di Higgs che è così fondamentale per la natura dell'universo. Ciò che osserveremo sarà la produzione non di un bosone di Higgs, ma di due bosoni di Higgs contemporaneamente".
L'importanza del bosone di Higgs
La misurazione dell'auto-accoppiamento di Higgs è cruciale per comprendere come, un trilionesimo di secondo dopo il Big Bang, un cambiamento nel campo di Higgs abbia fatto sì che le particelle acquisissero improvvisamente massa. Questa misura potrebbe anche rivelare se il campo di Higgs ha raggiunto uno stato di riposo finale e stabile o se potrebbe verificarsi un'altra transizione drastica in futuro, uno scenario che vedrebbe l'universo come lo conosciamo evaporare quasi istantaneamente.
Il Dr. Matthew McCullough, fisico teorico del CERN, rassicura: "Non è qualcosa che potrebbe accadere su una scala temporale rilevante anche per le nostre stelle. D'altra parte, è una questione scientifica: potrebbe accadere?"
L'impatto dell'AI sulla ricerca al LHC
L'intelligenza artificiale sta trasformando ogni aspetto delle operazioni dell'LHC, dalla selezione dei dati da raccogliere alla loro interpretazione. La Dr.ssa Katharine Leney, che lavora all'esperimento Atlas dell'LHC, spiega: "Quando l'LHC fa collidere i protoni, produce circa 40 milioni di collisioni al secondo e dobbiamo decidere in un microsecondo quali eventi sono interessanti da conservare e quali scartare".
Grazie all'AI, i ricercatori stanno ottenendo risultati migliori con i dati attuali rispetto a quelli previsti con 20 volte più dati dieci anni fa, rappresentando un avanzamento di almeno due decenni nelle capacità di analisi.
Nuove prospettive per la materia oscura
L'intelligenza artificiale generativa potrebbe anche aiutare nella ricerca della materia oscura, una sostanza che si ritiene costituisca una grande frazione dell'universo ma la cui natura rimane sconosciuta. Thomson suggerisce che l'AI potrebbe permettere di porre domande più complesse e aperte ai dati, cercando anomalie inaspettate invece di concentrarsi su firme particolari.
Con questi sviluppi, il CERN si prepara a entrare in una nuova era di scoperte scientifiche, dove l'intelligenza artificiale giocherà un ruolo centrale nell'esplorare i misteri più profondi dell'universo.