Jak Google pomaga w eksperymentach nad syntezą termojądrową
Co łączy Google i firmę zajmującą się energią jądrową? Oba przedsiębiorstwa współpracują przy algorytmie, który ma pomóc zrozumieć fizykę plazmy.
W 2014 r. Google rozpoczął współpracę z firmą Tri Alpha Energy. To amerykańskie przedsiębiorstwo zajmujące się wykorzystaniem syntezy termojądrowej, jako źródła czystej energii. Idea funkcjonuje pod nazwą Friendly Fusion, czyli przyjaznej fuzji.
Współpraca Google i TAE dotyczyła wykorzystania uczenia maszynowego w badaniach poświęconych zjonizowanej materii, czyli plazmie. Założenie wspólnej pracy nad odpowiednimi algorytmami było proste. Uczenie maszynowe miało zostać powiązane z ludzkim procesem decyzyjnym.
Eksperci zajmujący się fizyką plazmy dokonywali wyboru między parami wyników wskazanych przez maszyny. Mieli zdecydować, które wyniki dadzą lepsze efekty w pracach nad syntezą jądrową.
Badacze dodają również, że interakcja między plazmą i jej środowiskiem jest wysoce nieliniowa i zmienia się w czasie. Ich zdaniem nie ma obiektywnego wskaźnika, który uwzględniałby jakość plazmy i ograniczenia sprzętowe.
W takich warunkach optymalizacja całego eksperymentu jest prawdziwym wyzwaniem.
Zmieniające się warunki bardzo łatwo mogą zaburzyć pracę urządzeń. Choćby z powodów bezpieczeństwa nie można było pozwolić działać w pełni zautomatyzowanemu algorytmowi. Dlatego zdecydowano się na element ludzki.
Firma Tri Alpha Energy chwali się, że dzięki zastosowaniu opracowanego wspólnie z Google algorytmu, operacje trwające kilka tygodni zostały wykonane w zaledwie parę godzin.
Dzięki algorytmowi, badacze mieli o połowę zmniejszyć straty energii podczas pracy maszyny plazmowej o nazwie C-2U. Pożądany wzrost energii to taki, gdy osiągnie ona próg krytyczny dla zajścia syntezy termojądrowej.
Na czym polega synteza termojądrowa?
To ten sam proces, który obserwujemy choćby w naszym Słońcu. W bardzo wysokiej temperaturze jądra lekkich pierwiastków łączą się w jądra pierwiastków cięższych. W wyniku tej reakcji wydzielana jest ogromna ilość energii.
W przypadku naszej gwiazdy, na obecnym etapie jej rozwoju wodór zamienia się w hel. Proces wymaga bardzo wysokich temperatur ponieważ jądra atomowe mają dodatnie ładunki i odpychają się. Pod wpływem temperatury nabierają prędkości niezbędnej, by nastąpiła fuzja.
Plazma, którą zajmują się badacze Tri Alpha Energy i inżynierowie Google to rozpowszechniony stan materii we wszechświecie. Składają się z niej gwiazdy. W tym stanie zjonizowane elektrony i jądra poruszają się z dużą prędkością.
