ИИ и новый коллайдер: как ЦЕРН готовится к следующему этапу изучения Вселенной
Европейская организация по ядерным исследованиям (ЦЕРН) активно внедряет технологии искусственного интеллекта для анализа данных и подготовки новых экспериментов. Одновременно ученые продвигают проект следующего поколения ускорителя частиц — Future Circular Collider (FCC), который может стать крупнейшим научным инструментом в истории, сообщает Swissinfo.
Искусственный интеллект на страже научных данных
Большой адронный коллайдер (LHC), расположенный на границе Швейцарии и Франции, генерирует до 40 миллионов столкновений частиц в секунду. Объем данных настолько велик, что традиционные вычислительные системы не способны его полностью обработать. В этой связи ученые ЦЕРН все активнее используют алгоритмы искусственного интеллекта, которые в реальном времени отбирают наиболее значимые события.
Подобные технологии уже сыграли роль в открытии бозона Хиггса в 2012 году — частицы, отвечающей за массу других элементарных частиц. Тогда применялись ранние формы машинного обучения, ставшие основой современных систем ИИ.
По словам специалистов, сегодня искусственный интеллект применяется на всех этапах научной работы — от подготовки экспериментов до анализа результатов. При этом в ЦЕРН пошли дальше, интегрировав алгоритмы непосредственно в процесс сбора данных. Это позволяет фильтровать информацию за доли наносекунд и выявлять потенциально новые, ранее неизвестные явления.
Одним из перспективных направлений является так называемый поиск аномалий — подход, при котором ИИ выявляет события, не соответствующие существующим теориям. Это может открыть путь к новым фундаментальным открытиям в физике частиц.
Проект FCC: амбиции и цена вопроса
Параллельно с модернизацией текущего коллайдера, который в ближайшие годы будет обновлен до версии с повышенной светимостью, ЦЕРН разрабатывает проект нового ускорителя — Future Circular Collider. Его длина может превысить 90 километров, что примерно в три раза больше LHC, а запуск запланирован на 2040-е годы.
Стоимость проекта оценивается примерно в 15 миллиардов швейцарских франков (около 19 миллиардов долларов). Несмотря на поддержку научного сообщества, вопрос финансирования остается открытым. Часть средств планируется получить от стран-участниц и международных партнеров, однако на данный момент сохраняется дефицит финансирования.
Дополнительные сложности связаны с изменением международной обстановки. Ряд стран пересматривает расходы на научные программы, а также меняется формат международного сотрудничества. В частности, Россия, ранее участвовавшая в проектах ЦЕРН, в настоящее время не входит в число партнеров организации.
При этом Китай, рассматривавший создание собственного ускорителя, отложил соответствующие планы и проявил интерес к возможному участию в проекте FCC.
Экологические вызовы и позиция местных жителей
Помимо финансовых и политических факторов, проект сталкивается с критикой со стороны экологических организаций и местных жителей. Основные претензии связаны с энергопотреблением, выбросами углекислого газа и масштабами строительных работ.
В ЦЕРН заявляют, что учитывают эти опасения и работают над снижением экологической нагрузки. В частности, рассматриваются варианты повторного использования строительных материалов и повышения энергоэффективности оборудования.
Несмотря на дискуссии, научное сообщество в целом поддерживает проект. Ожидается, что новый коллайдер позволит более точно изучить свойства бозона Хиггса, а также приблизиться к решению ключевых вопросов современной физики, включая природу тёмной материи и причины преобладания материи над антиматерией во Вселенной.
Кроме фундаментальной науки, в ЦЕРН подчеркивают и прикладную значимость исследований. В свое время разработки центра привели к созданию Всемирной паутины, развитию медицинской радиотерапии и новых технологий обработки материалов.
Окончательное решение по проекту FCC планируется принять к 2028 году. В случае одобрения строительство может начаться в начале следующего десятилетия, а запуск — в середине века.