500 тысяч столкновений в секунду. В США строят первый в мире коллайдер с интегрированным ИИ
В Брукгейвенской национальной лаборатории (США) начали строительство Electron-Ion Collider (EIC) — первого в своем роде ускорителя частиц, где искусственный интеллект и машинное обучение стали частью конструкции еще до заливки фундамента.
Это радикальный отход от практики прошлых лет, когда цифровые инструменты добавляли к уже готовым установкам для их «осовременивания». Здесь ИИ интегрирован в каждое звено: от системы управления лучом до детектора столкновений. Бюджет проекта оценивается в сумму от 1,7 до 2,8 миллиарда долларов, а запуск намечен на середину 2030-х годов, пишет Іnteresting Еngineering.
Главным вызовом для разработчиков стала интенсивность экспериментов. Каждую секунду коллайдер будет регистрировать 500 тысяч столкновений электронов и ионов. Ни одна человеческая команда не способна обработать такой массив информации в реальном времени. ИИ будет не просто сортировать данные, а фактически «на ходу» реконструировать физические процессы, отделяя ценные кадры от фонового шума.
Профессор Корнелльского университета Георг Хоффштеттер де Торкуат объясняет, что управление ускорителем в кольце длиной 3,8 км — задача за пределами человеческих возможностей. В системе задействованы десятки тысяч настроек, которые меняются мгновенно. По его словам, человеку физически трудно постоянно держать под контролем все характеристики лучей, поэтому разработчики пишут алгоритмы для автоматического надзора: машина сама мониторит состояние системы и вносит правки.
Ученые из группы EIC-BeamAI уже проверили эту концепцию на базе старого коллайдера RHIC, который завершил работу в 2026 году. Алгоритмы справились с настройкой качества луча не хуже опытных операторов. Кроме того, система создает «цифровой двойник» установки. Это виртуальная модель, на которой можно безопасно тестировать самые смелые идеи или отслеживать неисправности магнитов еще до того, как они приведут к серьезной аварии.
Не менее сложная ситуация и с самим детектором ePIC, который по размерам напоминает трехэтажный дом. Когда он заработает, поток данных будет достигать 100 гигабит в секунду. Для решения этой проблемы исследователи создали алгоритмы, способные сжимать информацию без потери важных физических деталей. Это позволит сохранить ресурсы для дальнейшего анализа.
Абхай Дешпанде, директор по научной работе EIC, отмечает, что основная задача сейчас — сделать так, чтобы в день запуска в середине 2030-х комплекс был полностью готов к работе. Интегрированный ИИ должен максимально сократить время от первого пуска до реальных научных открытий в ядерной физике.