A neutroncsillag-ütközések titka: az új MI-modell felfedi a nehéz elemek eredetét

Külön említést érdemel, hogy egy nemzetközi kutatócsoport forradalmi szimulációt dolgozott ki, amely mesterséges intelligenciát használ fel annak feltérképezésére, hogyan keletkeznek az univerzum legnehezebb elemei. A német GSI/FAIR Intézet munkatársai által létrehozott modell lehetővé teszi a tudósok számára, hogy soha nem látott részletességgel vizsgálják a neutroncsillag-ütközések során végbemenő nukleáris reakciókat. Ezzel új ablakot nyitnak arra, miként formálódik a világegyetemben például az arany és az urán.

Lényeges hangsúlyozni, hogy

az univerzumban fellelhető nehéz elemek többsége szélsőséges kozmikus események során keletkezik, mint például a szupernóva-robbanások és a neutroncsillagok összeolvadásai. Ezek az óriási energiát felszabadító folyamatok indítják el a gyors neutronbefogás nevű reakciót, amely során az atommagok rengeteg szabad neutront „nyelnek el”. Így egyre nagyobb magok jönnek létre; ezekből alakulnak ki a természetben megtalálható legnehezebb elemek.

Mélytanulás lendíti fel a csillagszületések kutatását

A magreakciók szimulálása az egyik legösszetettebb kihívás az asztrofizikában, hiszen hatalmas számítási kapacitást igényel. A kutatók új rendszere, a RHINE névre keresztelt, mélytanulási neurális hálózatot alkalmazó szimulációs modell nagymértékben felgyorsítja ezt a munkát. Ahelyett, hogy minden magreakciót külön-külön kiszámolnának, az MI-t előre betanítják, meglévő referenciaadatokra támaszkodva. Ezt követően könnyedén, gyorsan és pontosan képes megbecsülni, mennyi energia szabadul fel az ütközéskor.

Ez az energialeadás – fűtésnek is nevezik – meghatározza, hogy a kozmikus robbanás után milyen gyorsan repül szét az anyag, és milyen fényjelenségek, például kilonovák kísérik azt. Az MI alkalmazásával a kutatók jelentős időt és erőforrást takaríthatnak meg, miközben minden eddiginél részletesebb modelleket hozhatnak létre.

Új kapocs a laboratórium és a csillagászat között

A RHINE megnyithatja az utat a részletesebb szimulációk felé úgy, hogy közben töredékére csökkenti a szükséges számítási teljesítményt. Ez abban is segítheti a tudósokat, hogy a közeljövő kísérleteit összekapcsolják a csillagászati megfigyelésekkel, például amikor neutroncsillag-ütközéseket vizsgálnak. A RHINE forráskódja bárki számára elérhető, így más kutatók is fejleszthetik tovább ezt az izgalmas irányt. A projektet részben az Európai Kutatási Tanács is támogatta.

2026, adrienne, www.sciencedaily.com alapján