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Algoritmos de IA ajudam a mapear as origens de elementos pesados no Universo

Com a Inteligência Artificial como aliada dos astrônomos, o Universo pode revelar seus mistérios mais profundos
Flavia Correia14/03/2024 09h45
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Conceito artístico do uso da Inteligência Artificial nos estudos do Universo. Crédito: Flavia Correia via DALL-E/Olhar Digital
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Cientistas do Laboratório Nacional de Los Alamos, no Novo México, EUA, estão revolucionando a compreensão do cosmos ao utilizarem algoritmos de aprendizado de máquina para desvendar mistérios sobre a origem dos elementos pesados no Universo. 

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Acredita-se que eles sejam resultado de colisões de estrelas de nêutrons, que produzem condições quentes e densas o suficiente para que nêutrons livres se fundam com núcleos atômicos e formem novos elementos.

De onde vêm os elementos mais pesados do Universo

Essa teoria, como outras questões astrofísicas, requer previsões precisas sobre uma vasta gama de massas de núcleos atômicos. Liderados pelo físico teórico Matthew Mumpower, pesquisadores desenvolveram algoritmos de aprendizado de máquina para modelar as massas atômicas de todos os possíveis nuclídeos, as combinações de prótons e nêutrons que definem os elementos e seus isótopos.

Uma simulação de um disco de acreção após a colisão de duas estrelas de nêutrons. Esse evento gera elementos leves (azul) e pesados (vermelho). Crédito: Laboratório Nacional Los Alamos

“Muitos milhares de núcleos atômicos ainda precisam ser medidos, e os algoritmos de aprendizado de máquina são ferramentas poderosas para encontrar correlações complexas em dados, algo que os modelos teóricos tradicionais têm dificuldade em produzir de forma eficiente”, explica Mumpower, autor principal do estudo, publicado na revista Science Direct.

A equipe conseguiu simular o chamado processo R (processo de captura rápida de nêutrons) utilizando um modelo de aprendizado de máquina baseado em física. Esse processo ocorre em ambientes extremos, como colisões de estrelas de nêutrons, e é responsável pela criação de elementos pesados, incluindo metade dos isótopos pesados até o bismuto e todos os elementos de tório e urânio no Universo.

Cientistas estudam origem dos elementos mais pesados do Universo, nos quais está incluso o urânio. Crédito: Doug Stevens – Shutterstock

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Aprendizado de máquina permite medição precisa dos elementos pesados

Até agora, prever esse processo era um desafio devido à falta de dados experimentais. No entanto, a utilização de aprendizado de máquina permite estimar essas massas com uma precisão sem precedentes, abrindo portas para novas descobertas.

Essas simulações não são apenas teoria; elas estão impulsionando a pesquisa nuclear prática. Usando algoritmos de aprendizado de máquina, os cientistas conseguiram reproduzir energias de ligação nuclear, o que é essencial para entender a estrutura dos núcleos atômicos. 

Com a Inteligência Artificial como aliada dos cientistas, o cosmos pode revelar seus mistérios mais profundos.

Flavia Correia
Redator(a)
Flavia Correia no Twitter

Jornalista formada pela Unitau (Taubaté-SP), com Especialização em Gramática. Já foi assessora parlamentar, agente de licitações e freelancer da revista Veja e do antigo site OiLondres, na Inglaterra.

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