Esistono affermazioni scientifiche che sembrano incise nella pietra, destinate a rimanere verità assolute. Una di queste riguardava l’impossibilità di una specifica interazione tra gluoni, le particelle fondamentali che mantengono coeso il nucleo atomico. Eppure, una ricerca recente, realizzata con il supporto di GPT-5.2, ha dimostrato che tale interazione può verificarsi. Serve un contesto molto particolare, certo, ma la sua esistenza rimette in discussione convinzioni consolidate.
Lo studio, dal titolo “Single-minus gluon tree amplitudes are nonzero”, è disponibile su arXiv ed è attualmente sottoposto a peer review. Tra i contributori figurano ricercatori dell’Institute for Advanced Study, della Vanderbilt University, dell’Università di Cambridge, di Harvard e di OpenAI.
Perché questa scoperta è rilevante
Quando le particelle collidono, i fisici non si limitano all’osservazione: calcolano la probabilità che si manifesti una determinata interazione. Questo calcolo si fonda su un valore chiamato ampiezza di scattering. Senza questi parametri, sarebbe impossibile prevedere gli eventi negli acceleratori o nei processi energetici dell’universo primordiale.
Per quanto riguarda i gluoni, mediatori della forza nucleare forte che unisce protoni e neutroni, molte di queste ampiezze risultano straordinariamente semplici quando si analizzano le interazioni più dirette, senza ulteriori complicazioni quantistiche. Questo livello viene definito “tree” dai fisici. Tuttavia, esisteva un’eccezione ritenuta assoluta. Quando un gluone presenta una particolare configurazione di spin (chiamata elicità negativa) mentre tutti gli altri mostrano quella contraria (elicità positiva), l’ampiezza veniva considerata nulla. In altre parole: tale interazione non può manifestarsi.
La ricerca ha rivelato che questa conclusione è valida solamente quando le particelle si muovono in modalità “generica”. Esiste tuttavia una configurazione particolare, denominata regime half-collinear, nella quale le particelle si allineano in modo specifico. In questo scenario, l’interazione assume un valore diverso da zero. Non si tratta di un dettaglio trascurabile. È come realizzare che una porta ritenuta sigillata può in realtà aprirsi, se si trova l’approccio corretto.
Il contributo dell’intelligenza artificiale nella ricerca della formula
Ed è qui che entra in gioco l’intelligenza artificiale. I ricercatori avevano già eseguito calcoli manuali per situazioni specifiche. La difficoltà? Le espressioni matematiche diventavano rapidamente estremamente complesse, quasi impossibili da gestire. All’aumentare delle particelle coinvolte, la complessità cresceva in modo esponenziale.
GPT-5.2 Pro ha analizzato quelle espressioni intricate e le ha semplificate. Ma l’aspetto più significativo è che ha identificato un pattern ricorrente, proponendo una formula generale applicabile a qualsiasi numero di particelle. Non è stata una casualità. Una versione interna del sistema ha operato per circa dodici ore, ricostruendo metodicamente il ragionamento matematico fino a giungere alla medesima formula, fornendo anche una dimostrazione formale.
La correttezza del risultato è stata successivamente confermata attraverso i metodi convenzionali della fisica teorica, inclusa la relazione ricorsiva di Berends-Giele e il cosiddetto soft theorem, che stabilisce regole rigorose sul comportamento delle interazioni a bassa energia. Quindi: non è un’intuizione casuale dell’intelligenza artificiale. È matematica verificata e convalidata.
Intelligenza artificiale e ricerca scientifica: un nuovo paradigma
Il fisico teorico Nima Arkani-Hamed ha espresso entusiasmo per l’emergere di espressioni così eleganti in un settore caratterizzato da grande complessità. Frequentemente, ha osservato, formule che appaiono intrattabili con gli approcci convenzionali si rivelano sorprendentemente eleganti una volta individuata la prospettiva corretta. E proprio l’identificazione di queste strutture semplici potrebbe rappresentare uno dei territori più fertili per l’automazione intelligente.
Anche Nathaniel Craig ha evidenziato come questo lavoro costituisca ricerca accademica di alto livello e proponga un esempio concreto di sinergia tra fisici e modelli linguistici avanzati. La questione, a questo stadio, non è più se l’intelligenza artificiale possa integrarsi nei laboratori teorici. È piuttosto comprendere come si trasformerà il metodo scientifico quando l’interazione tra ricercatori umani e sistemi AI diventerà sistematica.
In un’epoca in cui l’innovazione tecnologica viene prevalentemente narrata attraverso lenti economiche o commerciali, questa scoperta ci richiama a qualcosa di più essenziale: l’intelligenza artificiale può anche supportarci nel comprendere meglio il cosmo. E talvolta, forse, nel riconsiderare ciò che ritenevamo consolidato.
Fonte: OpenAI