AI ontwerpt bizarre natuurkunde-experimenten die écht werken

Een AI-systeem ontwierp een reeks experimentele opstellingen voor natuurkundig onderzoek die zowel vreemd als briljant effectief bleken. Dat blijkt uit een gepubliceerd onderzoek.

Waar menselijke intuïtie tekortschiet, vindt kunstmatige intelligentie oplossingen die zelfs door ervaren wetenschappers in eerste instantie als absurd worden bestempeld. Soms, dan. Dat is te lezen bij Wired.

Het onderzoeksteam gaf de AI de opdracht om een interferometer te ontwerpen. Dit is een apparaat dat lichtgolven gebruikt om minuscule veranderingen te meten, essentieel bij zwaartekrachtgolven en kwantumonderzoek. De AI kreeg toegang tot een uitgebreide bibliotheek aan optische componenten, zoals spiegels, lenzen en lasers, zonder enige beperking in complexiteit, schaal of symmetrie.

Het resultaat: ontwerpen die volgens de betrokken wetenschappers aanvoelden als afkomstig van buitenaardse wezens. De AI kwam met systemen die honderden kilometers konden beslaan, met duizenden onderling verbonden elementen. Symmetrie, eenvoud of visuele logica speelden geen rol in de keuzes van het model. De eerste reactie van teamleider Rana Adhikari, natuurkundige aan het California Institute of Technology, was dan ook duidelijk: “Als mijn studenten hiermee waren gekomen, had ik gezegd: ‘Nee, dit is belachelijk’.”

Toch bleken de AI-ontwerpen niet alleen werkbaar, maar ook efficiënter dan conventionele opstellingen. Na maanden van analyse ontdekte het team dat een van de ontwerpen gebruikmaakte van een drie kilometer lange ringstructuur die licht liet circuleren voordat het het meetpunt bereikte. Dit ontwerp reduceerde op ingenieuze wijze de invloed van kwantumruis, een fundamentele beperking in uiterst precieze metingen.

De AI had hiermee waarschijnlijk onbewust een obscure theorie toegepast die decennia geleden door Russische fysici was geopperd, maar nooit in praktijk was gebracht. De aanpak vereiste een niveau van abstract denken dat bij mensen ondenkbaar leek binnen de standaard wetenschappelijke methodologie. “We hadden deze oplossing nooit zelf gevonden,” aldus Adhikari.

Deze ontwikkeling markeert een verschuiving in de rol van AI binnen fundamenteel onderzoek. Waar kunstmatige intelligentie eerder werd ingezet voor data-analyse en patroonherkenning, bewijst dit project dat AI ook kan bijdragen aan de ontwikkeling van radicaal nieuwe concepten.

Het roept vragen op over de samenwerking tussen mens en machine. De AI denkt op een manier die volledig onbegrijpelijk is voor menselijke intuïtie, maar levert desondanks werkbare en soms superieure oplossingen. Daardoor verandert het proces van experimenteren: onderzoekers interpreteren in plaats van bedenken.

Bovendien opent dit deuren naar het verkennen van vergeten of nooit uitgevoerde theoretische voorstellen, zoals de Russische benadering van kwantumruis. AI kan hiermee fungeren als brug tussen theoretische en experimentele natuurkunde, waarbij het bestaande kennis op onverwachte manieren combineert tot iets praktisch toepasbaars.

Hoewel de resultaten indrukwekkend zijn, waarschuwen wetenschappers voor een te grote afhankelijkheid van AI. Als ontwerpen niet meer traceerbaar of begrijpelijk zijn, kunnen de risico’s op fouten of misinterpretatie toenemen. Het roept ook fundamentele vragen op over controle, transparantie en wetenschappelijke verantwoordelijkheid.

Daarnaast is het nog onduidelijk hoe deze AI-systemen omgaan met beperkingen in de echte wereld, zoals technische haalbaarheid, kosten of omgevingsinvloeden. Een ontwerp dat op papier werkt, is niet altijd uitvoerbaar in een fysisch laboratorium.

Door kunstmatige intelligentie in te zetten als creatieve partner, kunnen wetenschappers sneller door fundamentele grenzen breken.