Natuurkundigen hebben met behulp van kunstmatige intelligentie nieuwe inzichten ontdekt in stoffig plasma. Dit complexe systeem, bestaande uit geïoniseerd gas en geladen stofdeeltjes, komt voor in diverse omgevingen, van de ruimte tot rook van bosbranden.
Onderzoekers aan Emory University hebben een neuraal netwerkmodel gebruikt om data van laboratoriumexperimenten met stoffig plasma te analyseren. Deze aanpak onderscheidt zich van traditionele AI-toepassingen, waarbij AI vaak wordt ingezet voor dataverwerking of voorspellingen. In dit geval werd AI gebruikt om nieuwe fysische wetten te ontdekken.
De bevindingen, gepubliceerd in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences, onthullen verrassende eigenschappen van niet-reciproke krachten die een rol spelen in systemen met veel deeltjes. De onderzoekers beschrijven deze krachten met een nauwkeurigheid van meer dan 99%. Het AI-model corrigeerde ook lang gekoesterde aannames over deeltjeslading. Zo ontdekten ze dat de lading op een stofdeeltje niet alleen afhangt van de grootte, maar ook van de plasma dichtheid en temperatuur.
De onderzoekers zijn optimistisch dat hun AI-aanpak kan dienen als basis voor het begrijpen van soortgelijke systemen. De ontwikkelde techniek maakt het mogelijk om de driedimensionale beweging van deeltjes in stoffig plasma te volgen.
De resultaten kunnen mogelijk leiden tot nieuwe ontdekkingen in verschillende vakgebieden, van plasmafysica tot biologie.