Dove può arrivare l’intelligenza artificiale? Quanto più in là può spingersi rispetto all’uomo? Il titolo di questo articolo è chiaramente una provocazione. Il futuro in cui l’intelligenza artificiale potrà sviluppare una sua teoria fisica, magari di quel “tutto” che ancora sfugge, e probabilmente sfuggirà sempre, non è ancora prevedibile.
Eppure dall’utilizzo della nuova tecnologia nelle ricerche scientifiche l’uomo (termine utilizzato non casualmente) sta ricavando già ora avanzamenti impensabili. Dai rivelatori di onde gravitazionali alle più complesse configurazioni quantistiche, l’IA sta diventando uno strumento indispensabile per scoprire fenomeni che gli esseri umani da soli faticherebbero a individuare. Già questo potrebbe valere un premio Nobel.
Grazie alla capacità di esplorare combinazioni impossibili da testare manualmente, questi sistemi aprono la strada a nuovi esperimenti e a una comprensione più profonda dell’universo. In realtà non bisogna dimenticare che dietro a questi successi c’è sempre la direzione di una mente umana, almeno per ora.
L’impatto dell’intelligenza artificiale nello studio delle onde gravitazionali
Quanta Magazine, rivista di informazione scientifica della Simons Foundation, riporta un esempio concreto di come l’intelligenza artificiale possa migliorare l’utilizzo di strumenti scientifici già eccezionali. Come il Ligo (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) di Hanford e Livingston, la prima nello Stato di Washington, la seconda in Louisiana.
Ligo rileva onde gravitazionali, piccolissime perturbazioni nello spazio-tempo generate da eventi cosmici come la fusione di buchi neri, utilizzano fasci laser percorrono distanze di quattro chilometri. Ogni minima variazione di lunghezza tra i bracci viene misurata con una precisione pari a meno della larghezza di un protone.
Dopo la prima rilevazione di un’onda gravitazionale nel 2015, il fisico del California Institute of Technology, Rana Adhikari, si chiese se fosse possibile migliorare ulteriormente le misurazioni ampliando la gamma di frequenze rilevabili. La risposta positiva è arrivata dall’intelligenza artificiale che ha permesso di provare configurazioni di specchi, lenti e laser (che compongono il Ligo) talmente complesse da essere sfuggite agli scienziati.
“Se questi suggerimenti dell’IA fossero stati disponibili quando il Ligo è stato costruito – ha commentato Adhikari – avremmo ottenuto una sensibilità dello strumento maggiore del 10-15%, enorme a livello sub-protonico”.
IA e la progettazione di esperimenti quantistici
Oltre a Ligo, l’intelligenza artificiale trova applicazione negli esperimenti quantistici più avanzati. È sempre l’articolo di Quanta Magazine, firmato da Anil Ananthaswamy, a riferire che Mario Krenn, dell’Università di Tübingen, ha sviluppato il software PyTheus, capace di generare automaticamente configurazioni ottiche a partire da grafi matematici. Questi grafi rappresentano tutti gli elementi sperimentali — beam splitter, percorsi di fotoni, interazioni tra particelle — e l’IA modifica iterativamente i parametri per ottenere lo stato quantistico desiderato.
Un esempio emblematico è il cosiddetto “entanglement swapping”. In passato, si pensava che particelle quantistiche dovessero iniziare nello stesso luogo per essere correlate. PyTheus ha trovato soluzioni più semplici e innovative, permettendo di creare entanglement tra particelle che non avevano mai interagito direttamente.
L’intelligenza artificiale non si limita alla progettazione di esperimenti, ma è sempre più utilizzata per analizzare dati complessi. Algoritmi di machine learning hanno scoperto simmetrie nei dati del Large Hadron Collider, analizzato la distribuzione della materia oscura e identificato pattern che potrebbero sfuggire all’occhio umano. Insomma, l’intelligenza artificiale non è ancora in grado di vincere da sola il premio Nobel ma sta studiando per farlo.
