SG.hu·
Az elméleti fizika határait feszegeti a mesterséges intelligencia
A mesterséges intelligencia segít kitolni az elméleti fizika határait. Egyre inkább elmosódik a határ a puszta eszköz és az együttműködő kutatótárs között.
2025-ben egy elméleti fizikusokból álló kutatócsoport, amely a gluonoknak nevezett alapvető részecskék viselkedését tanulmányozta, zsákutcába jutott a számításaiban. Új nézőpontot keresve a kutatók együttműködésbe kezdtek az OpenAI mesterséges intelligencia laborjával, hogy kiderítsék, vajon egy MI asszisztens képes lehet-e segíteni a problémán. Két 2026 elején közzétett előzetes tudományos kézirat ismerteti az együttműködés eredményeit. A kutatók szerint az MI szerepe kulcsfontosságú volt, mivel lehetővé tette számukra, hogy hetek alatt elvégezzék azt a munkát, amely általában hónapokig tartott volna. Az a régóta hangoztatott elképzelés, hogy a mesterséges intelligencia segíthet az elméleti fizika határterületein végzett kutatásokban, most valósággá vált.
Az teszi a szubatomi részecskék kölcsönhatásainak modellezését rendkívül nehézzé, hogy ezek a folyamatok a kvantumfizika valószínűségi törvényeinek engedelmeskednek. Ez azt jelenti, hogy amikor két részecske ütközik, lehetetlen egyértelműen megjósolni, hány részecske lép ki a kölcsönhatásból. A fizikusok legfeljebb a különböző lehetséges kimenetelek valószínűségét tudják meghatározni, amit úgynevezett szórási amplitúdók segítségével számolnak ki.
Ezeket a mennyiségeket rendkívül nehéz kiszámítani, mivel gyakran több száz bonyolult matematikai tagból álló kifejezések jelennek meg bennük. Bizonyos esetekben azonban matematikai mintázatok bukkannak fel, amelyek lehetővé teszik, hogy ezek a hatalmas egyenletek egyszerű és elegáns alakra redukálódjanak. Ez az egyszerűség különösen feltűnő a gluonok esetében, amelyek az erős kölcsönhatást közvetítő alapvető részecskék. A szórási amplitúdók egyik alcsoportja, amelyet single minus tree level néven ismernek, látszólag teljesen eltűnik, ami azt sugallja, hogy az ehhez kapcsolódó fizikai folyamatok soha nem következhetnek be. Az új tanulmányok szerzői azonban úgy vélték, hogy ez a következtetés túl erős.
A kutatók észrevették, hogy ha az ütközésbe belépő és az onnan kilépő részecskék impulzusát bizonyos értékekre állítják, akkor az amplitúdók nem nulla értéket vesznek fel. A legegyszerűbb példák kiszámítása, amelyekben csak néhány gluon szerepel, viszonylag egyszerű feladat volt. Ahogy azonban nőtt a részecskék száma, a matematikai számítások bonyolultsága is rohamosan növekedett.
Amikor Alexandru Lupsasca, a Vanderbilt University és az OpenAI fizikus kutatója meghívta a csoportot, hogy teszteljék az OpenAI legújabb modelljeinek fizikai problémamegoldó képességeit, a single minus gluon szórási amplitúdók ideális feladatnak tűntek. A fizikusok által adott képletek alapján a GPT-5.2 Pro nemcsak olyan egyszerűsítéseket vett észre, amelyeket a kutatók korábban nem láttak meg, hanem egy általánosítást is megfogalmazott, vagyis olyan kifejezést javasolt, amely bármennyi gluon esetében érvényes. A kutatók ezután egy még fejlettebb OpenAI modellt kértek fel a feltételezés ellenőrzésére. Ez a modell nem érhető el a nyilvánosság számára. Tizenkét óra gondolkodás után az MI átadta a bizonyítást. A fizikusok átnézték a matematikai levezetést, és megállapították, hogy az MI számításai helyesek voltak.
A kutatók eredményeiket február 12-én tették közzé az arXiv tudományos előpublikációs szerveren. A tanulmányokat egyelőre nem ellenőrizték szakmai bírálók. A történet azonban ezzel nem ért véget. A kutatók azonnal felvetették a kérdést, hogy az eredmények kiterjeszthetők-e a gravitonnak nevezett hipotetikus részecskékre is, amelyekről úgy gondolják, hogy a gravitációs kölcsönhatást közvetítik. A gravitonokat még nem figyelték meg, de az elméleti szórási amplitúdóik kiszámítása lehetővé teszi a fizikusok számára, hogy megvizsgálják, miként viselkedhet a gravitáció a legkisebb léptékeken.
A gravitonokra vonatkozó számítások még bonyolultabbak, mint a gluonok esetében végzett számítások. Ennek ellenére a kutatók március 4-én közzétettek egy második tanulmányt. A GPT-5.2 Pro a fizikusok iránymutatása mellett, kizárólag a gluonokra vonatkozó eredményeket felhasználva képes volt felépíteni a gravitonnak megfelelő single minus szórási amplitúdókat. A fizikusoknak már csak annyi dolguk maradt, hogy ellenőrizzék a számításokat. „Ma már nem a fizikai probléma a nehéz rész, hanem az eredmények ellenőrzése és a tanulmány megírása” - mondta Lupsasca. „Ez számomra szinte szürreális érzés.”
A fizikusok jelenleg is együtt dolgoznak a modellekkel, hogy feltárják, mit jelentenek ezek az eredmények az elméleteik szempontjából. A két előzetes publikáció valódi jelentősége azonban inkább az alkalmazott módszerben rejlik, mint a konkrét eredményekben. A kutatók számára az MI-modell már elkezdte elmosni a határt a puszta eszköz és az együttműködő kutatótárs között. „Azt mondta, hogy a nyilvánvaló általánosítás a következő, majd leírta az egész képletet” - mondta Andrew Strominger, a Harvard University fizikus professzora és a tanulmányok egyik társszerzője. „Pontosan olyan, mint amikor néhány különösen idegesítő kollégám mond valami hasonlót."
2025-ben egy elméleti fizikusokból álló kutatócsoport, amely a gluonoknak nevezett alapvető részecskék viselkedését tanulmányozta, zsákutcába jutott a számításaiban. Új nézőpontot keresve a kutatók együttműködésbe kezdtek az OpenAI mesterséges intelligencia laborjával, hogy kiderítsék, vajon egy MI asszisztens képes lehet-e segíteni a problémán. Két 2026 elején közzétett előzetes tudományos kézirat ismerteti az együttműködés eredményeit. A kutatók szerint az MI szerepe kulcsfontosságú volt, mivel lehetővé tette számukra, hogy hetek alatt elvégezzék azt a munkát, amely általában hónapokig tartott volna. Az a régóta hangoztatott elképzelés, hogy a mesterséges intelligencia segíthet az elméleti fizika határterületein végzett kutatásokban, most valósággá vált.
Az teszi a szubatomi részecskék kölcsönhatásainak modellezését rendkívül nehézzé, hogy ezek a folyamatok a kvantumfizika valószínűségi törvényeinek engedelmeskednek. Ez azt jelenti, hogy amikor két részecske ütközik, lehetetlen egyértelműen megjósolni, hány részecske lép ki a kölcsönhatásból. A fizikusok legfeljebb a különböző lehetséges kimenetelek valószínűségét tudják meghatározni, amit úgynevezett szórási amplitúdók segítségével számolnak ki.
Ezeket a mennyiségeket rendkívül nehéz kiszámítani, mivel gyakran több száz bonyolult matematikai tagból álló kifejezések jelennek meg bennük. Bizonyos esetekben azonban matematikai mintázatok bukkannak fel, amelyek lehetővé teszik, hogy ezek a hatalmas egyenletek egyszerű és elegáns alakra redukálódjanak. Ez az egyszerűség különösen feltűnő a gluonok esetében, amelyek az erős kölcsönhatást közvetítő alapvető részecskék. A szórási amplitúdók egyik alcsoportja, amelyet single minus tree level néven ismernek, látszólag teljesen eltűnik, ami azt sugallja, hogy az ehhez kapcsolódó fizikai folyamatok soha nem következhetnek be. Az új tanulmányok szerzői azonban úgy vélték, hogy ez a következtetés túl erős.
A kutatók észrevették, hogy ha az ütközésbe belépő és az onnan kilépő részecskék impulzusát bizonyos értékekre állítják, akkor az amplitúdók nem nulla értéket vesznek fel. A legegyszerűbb példák kiszámítása, amelyekben csak néhány gluon szerepel, viszonylag egyszerű feladat volt. Ahogy azonban nőtt a részecskék száma, a matematikai számítások bonyolultsága is rohamosan növekedett.
Amikor Alexandru Lupsasca, a Vanderbilt University és az OpenAI fizikus kutatója meghívta a csoportot, hogy teszteljék az OpenAI legújabb modelljeinek fizikai problémamegoldó képességeit, a single minus gluon szórási amplitúdók ideális feladatnak tűntek. A fizikusok által adott képletek alapján a GPT-5.2 Pro nemcsak olyan egyszerűsítéseket vett észre, amelyeket a kutatók korábban nem láttak meg, hanem egy általánosítást is megfogalmazott, vagyis olyan kifejezést javasolt, amely bármennyi gluon esetében érvényes. A kutatók ezután egy még fejlettebb OpenAI modellt kértek fel a feltételezés ellenőrzésére. Ez a modell nem érhető el a nyilvánosság számára. Tizenkét óra gondolkodás után az MI átadta a bizonyítást. A fizikusok átnézték a matematikai levezetést, és megállapították, hogy az MI számításai helyesek voltak.
A kutatók eredményeiket február 12-én tették közzé az arXiv tudományos előpublikációs szerveren. A tanulmányokat egyelőre nem ellenőrizték szakmai bírálók. A történet azonban ezzel nem ért véget. A kutatók azonnal felvetették a kérdést, hogy az eredmények kiterjeszthetők-e a gravitonnak nevezett hipotetikus részecskékre is, amelyekről úgy gondolják, hogy a gravitációs kölcsönhatást közvetítik. A gravitonokat még nem figyelték meg, de az elméleti szórási amplitúdóik kiszámítása lehetővé teszi a fizikusok számára, hogy megvizsgálják, miként viselkedhet a gravitáció a legkisebb léptékeken.
A gravitonokra vonatkozó számítások még bonyolultabbak, mint a gluonok esetében végzett számítások. Ennek ellenére a kutatók március 4-én közzétettek egy második tanulmányt. A GPT-5.2 Pro a fizikusok iránymutatása mellett, kizárólag a gluonokra vonatkozó eredményeket felhasználva képes volt felépíteni a gravitonnak megfelelő single minus szórási amplitúdókat. A fizikusoknak már csak annyi dolguk maradt, hogy ellenőrizzék a számításokat. „Ma már nem a fizikai probléma a nehéz rész, hanem az eredmények ellenőrzése és a tanulmány megírása” - mondta Lupsasca. „Ez számomra szinte szürreális érzés.”
A fizikusok jelenleg is együtt dolgoznak a modellekkel, hogy feltárják, mit jelentenek ezek az eredmények az elméleteik szempontjából. A két előzetes publikáció valódi jelentősége azonban inkább az alkalmazott módszerben rejlik, mint a konkrét eredményekben. A kutatók számára az MI-modell már elkezdte elmosni a határt a puszta eszköz és az együttműködő kutatótárs között. „Azt mondta, hogy a nyilvánvaló általánosítás a következő, majd leírta az egész képletet” - mondta Andrew Strominger, a Harvard University fizikus professzora és a tanulmányok egyik társszerzője. „Pontosan olyan, mint amikor néhány különösen idegesítő kollégám mond valami hasonlót."