Physiker staunt: KI entwickelt skurriles Experiment – ​​und hat Recht

Von der Quantenverschränkung bis zur Dunklen Materie: Wissenschaftler stehen in der Physik weiterhin vor zahlreichen grundlegenden Rätseln. Um den Lösungen zumindest ein Stück näher zu kommen, greifen sie inzwischen zunehmend auf KI-Tools zurück.

Es stellte sich heraus, dass KI nicht nur als nützliches Werkzeug in physikalischen Experimenten, sondern auch als Quelle kreativer Ideen dienen kann. Wie das Quanta Magazine berichtet, entstehen dadurch Experimente, die für den Menschen auf den ersten Blick keinen Sinn ergeben, sich aber als überraschend effektiv erweisen.

KI überrascht mit kontraintuitiven Vorschlägen

Ein Beispiel für den Einsatz von KI ist die Weiterentwicklung des Gravitationswellendetektors Ligo. Dabei werden Laserstrahlen entlang zweier Arme über eine Distanz von vier Kilometern hin und her reflektiert. Beim Durchgang einer Gravitationswelle ändert sich die Länge eines Armes relativ zum anderen um weniger als die Breite eines Protons. Genau dieser winzige Unterschied ist für das Forscherteam um die Physikerin Rana Adhikari äußerst interessant.

Die Entwicklung des Ligo dauerte Jahrzehnte. Erst 2015 konnte die Maschine ihre erste Gravitationswelle nachweisen, die aus der Kollision zweier Schwarzer Löcher in großer Entfernung entstand. Mittlerweile entwickelt das Forscherteam mithilfe eines KI-Modells mögliche Verbesserungen am Design des komplexen Messgeräts. Zunächst versorgten sie die KI mit allen Komponenten und Geräten, die sich kombinieren ließen, um ein Interferometer beliebiger Komplexität zu konstruieren.

Als Ergebnis präsentierte die KI ein skurril aussehendes Modell mit einer zusätzlichen Lichtschleife, was für die Wissenschaftler zunächst keinen Sinn ergab. Erst nach Monaten stellte sich heraus, dass die KI ein bislang nur theoretisch diskutiertes physikalisches Konzept zur Geräuschunterdrückung nutzte. Wäre dieses Wissen schon beim Bau von Ligo bekannt gewesen, hätte die Empfindlichkeit um zehn bis 15 Prozent gesteigert werden können, sagt Adhikari. In einer Welt, in der bereits ein Proton einen großen Unterschied machen kann, sind 10 bis 15 Prozent enorm.

Steht der physische Durchbruch unmittelbar bevor?

KI kann nicht nur Experimente entwerfen, sondern auch physikalische Zusammenhänge entdecken. Kyle Cranmer ist Physiker an der University of Wisconsin-Madison. Beispielsweise trainierten er und sein Team maschinelle Lernmodelle mit Daten aus dem Universum und ließen sie die Dichteverteilung der Dunklen Materie vorhersagen. Das Modell entwickelte eine Gleichung, die besser zu den Messdaten passte als frühere, von Menschen entwickelte Formeln.

„Im Moment ist es, als würde man einem Kind das Sprechen beibringen“, sagte Cranmer. „Wir machen viel Babysitting.“ Dennoch wurde KI bereits eingesetzt, um Muster zu entdecken, die sonst vielleicht übersehen worden wären. Was jedoch noch fehlt, ist die Art und Weise, wie die Maschine ein bestimmtes Ergebnis erzielt.

Die Rollenverteilung bleibt klar: Die KI findet Muster, der Mensch muss aber für den physischen Kontext und die Interpretation sorgen. Cranmer glaubt jedoch, dass die Einführung großer Sprachmodelle wie ChatGPT dies bald ändern könnte. „Ich denke, dass Sprachmodelle ein enormes Potenzial haben, die Generierung von Hypothesen zu automatisieren“, sagte er. „Es ist fast zum Greifen nah.“

Dieser Artikel wurde ursprünglich am 22. Juli 2025 veröffentlicht, ist aber für viele unserer Leser immer noch von Interesse. Deshalb haben wir es hier wieder verfügbar gemacht.