In minder dan een uurtje leert een machine zichzelf om een Bose-Einsteincondensaat te creëren.

Bose-Einsteincondensaten zijn één van de koudste plekken in het universum. Hun bestaan werd al in 1924 door Albert Einstein voorspeld en eind vorige eeuw door een aantal natuurkundigen bewezen. Deze natuurkundigen creërden zo’n Bose-Einsteincondensaat met behulp van laserstralen. Het leverde ze in 2001 de Nobelprijs op.

Verbluffend
En nu hebben Australische onderzoekers een machine opdracht gegeven om dat experiment te herhalen. De resultaten zijn verbluffend. “Ik had niet verwacht dat de machine kon leren om het experiment te doen en dat vanuit niets en in minder dan een uur tijd,” vertelt onderzoeker Paul Wigley. “Een simpel computerprogramma zou langer nodig hebben gehad dan de leeftijd van het universum om alle combinaties te proberen en dit op te lossen.”

Methodes
Wigley en collega’s koelden gas – dat gevangen zat in een laserstraal – af tot ongeveer 1 microkelvin. Vervolgens gaven ze de machine de controle over drie laserstralen en de opdracht om het gas zodanig af te laten koelen dat een Bose-Einsteincondensaat ontstond. En dat lukte de machine dus in korte tijd. De onderzoekers waren tevens verrast over de methoden die de machine gebruikte om zijn doel te bereiken. “De machine deed dingen die je als mens niet zou bedenken,” aldus Wigley.

Rechts van het centrum zie je een kleine rode 'wolk': het Bose-Einsteincondensaat. Afbeelding: Stuart Hay / ANU.

Rechts van het centrum zie je een kleine rode ‘wolk’: het Bose-Einsteincondensaat. Afbeelding: Stuart Hay / ANU.

In het veld
Bose-Einsteincondensaten kunnen onder meer gebruikt worden voor navigatiesystemen. Bose-Einsteincondensaten zijn namelijk heel gevoelig voor externe verstoringen, waardoor ze bijvoorbeeld gebruikt kunnen worden om heel nauwkeurig kleine veranderingen in het magnetisch veld of de zwaartekracht van de aarde te meten. Maar het creëren van zo’n Bose-Einsteincondensaat vraagt om heel nauwgezette omstandigheden en daardoor is het geen experiment wat je snel in het veld even opzet. Dankzij kunstmatige intelligentie kan dat echter wel eens veranderen. De machine houdt namelijk rekening met de omstandigheden en past de activiteiten hierop aan. “Je kunt een werkend apparaat voor het meten van de zwaartekracht achter in je auto zetten en de kunstmatige intelligentie rekalibreert en regelt het,” vertelt onderzoeker Michael Hush. “Het is goedkoper dan altijd en overal een natuurkundige mee naartoe nemen.”

De onderzoekers willen in de toekomst nog meer gaan experimenteren met kunstmatige intelligentie. “We willen kunstmatige intelligentie nu gaan gebruiken om een nog groter Bose-Einsteincondensaat te bouwen en dat sneller dan we ooit hebben gezien.”