AI揭示了灰尘等离子体中意外的新物理

物理学家已经使用了一种机器学习方法来识别有关多体系统的非重生力量上令人惊讶的新曲折。

来源:英国物理学家网首页
在实验室真空室内的视图,该室内的胶颗粒被悬浮在平坦的圆盘中,用激光的绿光点亮,以研究尘土飞扬的血浆。学分:伯顿实验室

物理学家已经使用了一种机器学习方法来识别有关多体系统的非重生力量上令人惊讶的新曲折。

美国国家科学院的杂志论文集在埃默里大学(Emory University)的实验和理论物理学家发表了基于神经网络模型的实验和理论物理学家的发现,以及来自尘土等离子气体的实验室实验的数据,这些气体含有悬浮的灰尘颗粒。

国家科学院的会议录 已发布 理论物理学家 神经网络模型 等离子体 灰尘颗粒

这项工作是使用AI的相对较少的实例之一,而不是作为数据处理或预测工具,而是发现有关自然世界的新物理定律。

“我们证明我们可以使用AI来发现新物理学,” Emory实验物理学教授,论文高级合着者Justin Burton说。 “我们的AI方法不是黑匣子:我们了解它的工作原理和原因。它提供的框架也是通用的。它可能会应用于其他多体系统以打开发现新路线的框架。”

PNAS纸为尘土飞扬的物理学提供了最详细的描述,从而为非重新性力提供了精确的近似值。

pnas

“我们可以准确地描述这些力量,超过99%,”埃默里(Emory)理论物理学教授,本文共同培训作者伊利亚·尼梅曼(Ilya Nemenman)说。

“更有趣的是,我们证明了一些关于这些力量的常见理论假设并不十分准确。我们能够纠正这些不准确性,因为我们现在可以从如此精致的细节中看到发生了什么。”

Burton Lab开发了用于跟踪实验室尘埃等离子体中各个颗粒的3D运动的技术。运行实验使研究人员能够验证AI推断。学分:伯顿实验室