ذكاء اصطناعي كشف تفاعلات فيزيائية جديدة غير متوقعة في البلازما الغبارية

استخدم علماء الفيزياء أسلوبًا تعلّميًا آليًا للكشف عن ظواهر فيزيائية غير متوقعة في نظام البلازما الغبارية، التي تُعدّ من الأنظمة المعقدة التي تتألف من جسيمات دقيقة متأينة موزعة في بيئة غازية. هذه البلازما، التي تُشبه ما يُرى في الغلاف الجوي للكواكب أو في الفضاء بين النجوم، تمثل حالة فريدة من حالات المادة حيث تتفاعل الجسيمات الغبارية مع بعضها البعض عبر قوى كهربائية ومعقدة. في الدراسات التقليدية، كان يُفترض أن القوى بين الجسيمات في مثل هذه الأنظمة تتبع قواعد معروفة، من بينها مبدأ التبادلية، أي أن التأثير الذي تُحدثه جسيم على آخر يكون مماثلًا للتأثير العكسي. لكن باستخدام خوارزميات التعلّم الآلي، تمكن الباحثون من تحليل كميات هائلة من البيانات الناتجة عن محاكاة رقمية دقيقة لسلوك هذه الجسيمات، ما أدى إلى اكتشاف قوى غير متبادلة – أي قوى لا تتبع هذا المبدأ – في ظروف لم تُرصد سابقًا. أظهرت النتائج أن التفاعلات بين الجسيمات الغبارية لا تقتصر على التأثيرات المباشرة، بل تشمل تأثيرات متعددة المستويات تُشبه "الذاكرة" النظامية، حيث يُؤثر ترتيب الحركة أو التفاعل السابق على التفاعلات اللاحقة. هذه الظاهرة، التي لم تُفسر من قبل بطرق تقليدية، تشير إلى وجود ديناميكيات معقدة تُشبه سلوك الأنظمة الحية، رغم أن النظام نفسه مادي بحت. النظام يُظهر سلوكًا ديناميكيًا غير متوازن، حيث تُصبح القوى بين الجسيمات مُتغيرة حسب الزمن والمكان، ما يُعيد تشكيل فهمنا للديناميات الجماعية في الأنظمة غير المتوازنة. هذه الظاهرة، التي تُعرف باسم "الانعكاس غير المتبادل"، قد تكون لها تطبيقات في فهم ظواهر فيزيائية أوسع، مثل التدفق في المواد المتشابكة أو السلوك الديناميكي للبلازما في البيئات الفضائية. الباحثون أشاروا إلى أن التعلّم الآلي لم يكن مجرد أداة تحليلية، بل أصبح شريكًا في الاكتشاف، حيث تمكن من اكتشاف أنماط معقدة لم تُرَ في البيانات السابقة، حتى من قبل خبراء في المجال. هذه النتائج تُظهر إمكانات التعلم الآلي في تسريع التقدم العلمي، لا سيما في مجالات الفيزياء التي تعتمد على تحليل أنظمة ذات أبعاد عالية وتفاعلات غير خطية. الدراسة تمثل خطوة مهمة نحو فهم أعمق للأنظمة المعقدة، وتفتح الباب أمام تطوير نماذج فيزيائية جديدة تعكس سلوكًا غير متبادل وديناميكيًا، ما قد يُحدث تحوّلًا في فهمنا للظواهر التي تحدث في البيئات الكونية أو حتى في المواد الجديدة التي تُصمم في المختبرات.