Przełom w przewidywaniu wyników fuzji
Zespół z Lawrence Livermore National Laboratory opracował model głębokiego uczenia zdolny przewidywać rezultaty eksperymentów fuzyjnych z niezwykłą precyzją. System poprawnie ocenił szanse powodzenia kluczowego testu z 2022 roku, przyznając mu 74% prawdopodobieństwa sukcesu. To znaczący postęp wobec tradycyjnych metod symulacji komputerowych, które często borykają się z ograniczeniami. Sukces wynika z innowacyjnego podejścia do danych. Badacze skompilowali kompleksowy zbiór informacji łączący historyczne wyniki z National Ignition Facility, zaawansowane symulacje fizyczne i wiedzę ekspercką. Przetworzenie tych zasobów pochłonęło ponad 30 milionów godzin mocy obliczeniowej superkomputerów.
Czytaj też: Zapomnij o wszystkim co wiesz o fizyce kwantowej. Nowe odkrycie podważa fundamentalne założenia nauki
Jesteśmy podekscytowani tym modelem ze względu na możliwość świadomego podejmowania decyzji dotyczących przyszłych eksperymentów, które maksymalizują nasze prawdopodobieństwo sukcesu za każdym razem – wyjaśnia Kelli Humbird z Lawrence Livermore National Laboratory
W przeciwieństwie do rozszczepienia atomów stosowanego w obecnych elektrowniach jądrowych, fuzja polega na łączeniu lekkich pierwiastków. Proces ten, zasilający gwiazdy, teoretycznie oferuje niewyczerpane źródło czystej energii bez konieczności długotrwałego składowania odpadów promieniotwórczych. Wyzwaniem pozostaje odtworzenie na Ziemi ekstremalnych warunków panujących w jądrach gwiazd. National Ignition Facility wykorzystuje najpotężniejszy system laserowy na naszej planecie. Urządzenie kieruje wiązki na złoty cylinder (hohlraum), generujący promieniowanie rentgenowskie. To z kolei imploduje kapsułki z paliwem fuzyjnym, deuterem i trytem. Każda taka próba to ogromny koszt i logistyczne wyzwanie.
Jak sztuczna inteligencja zmienia reguły gry
Tradycyjne symulacje często zawodzą w pełnym odwzorowaniu złożonej fizyki fuzji. Jak wskazuje Humbird, ich prowadzenie zajmuje dni i nie gwarantuje wiarygodnych wyników. Nowy model radzi sobie z tym problemem poprzez identyfikację wszystkich potencjalnych czynników ryzyka: od niedoskonałości wiązek laserowych po mikroskopijne wady materiałów. Kluczową poprawą było wzbogacenie modelu o dodatkowe zasady fizyki. Dzięki temu dokładność prognoz skoczyła z 50% do imponujących 70%. Choć wciąż daleka do ideału, tę skuteczność trudno przecenić przy ograniczonych możliwościach badawczych. Członkowie zespołu podkreślają, iż nawet tak duża i ugruntowana placówka jak NIF może przeprowadzić tylko kilkadziesiąt prób zapłonu rocznie. To naprawdę niewiele, biorąc pod uwagę, ile obszarów trzeba zbadać.
Czytaj też: Rewolucja w energetyce! Nowe ogniwa wodorowe deklasują konkurencję
Dokonania ostatnich lat napawają sporą dozą optymizmu. Humbird przypomina, że skok z 10 kilodżuli do ponad 1 megadżula energii to kolosalny postęp, nawet jeśli celem pozostają 2 megadżule. Nowe narzędzie może znacząco przyspieszyć eksperymentalny cykl, choć droga do komercyjnego wykorzystania fuzji pozostaje daleka. 70% trafności to bez wątpienia krok naprzód, ale warto pamiętać o pozostałych 30% niepewności. Każda zaoszczędzona, kosztowna próba przybliża nas jednak do czystszej energetycznej przyszłości. W tej niezwykle skomplikowanej dziedzinie sztuczna inteligencja okazuje się nie tyle gwiazdą, ile nieocenionym asystentem ludzkiej pomysłowości.