کشف حالت جدیدی از ماده با قابلیت ارتقای سیستم‌های هوش مصنوعی

بسیاری از ما با چهار حالت کلاسیک ماده شامل جامد، مایع، گاز و پلاسما آشنا هستیم اما حالت‌های دیگری نیز وجود دارند. فیزیکدانان در دانشگاه‌های «اوپسالا» و «رادبود» موفق به شناسایی حالت جدیدی از ماده با نام «شیشه اسپینی خود القا» شده‌اند که می‌توان از آن برای ساخت پلتفرم‌های هوش مصنوعی استفاده کرد.

خاصیت مغناطیسی معمولا زمانی ایجاد می‌شود که همه الکترون‌های موجود در اتم‌های یک ماده، در یک جهت بچرخند. اما در شیشه چرخشی، اتم‌های آهنربا نظم خاصی ندارند و تمام آن‌ها در جهت‌های تصادفی می‌چرخند. علت انتخاب شیشه برای نام این ماده، وجود شباهت‌هایی میان آن و نحوه قرارگیری نامشخص اتم‌ها در یک قطعه شیشه‌ای معمولی است.

شیشه‌های چرخان تنها در آلیاژهای مخصوصی یافت می‌شدند، اما هم اکنون محققان به این موضوع پی بردند که این حالت به طور طبیعی در عنصر خالص «نئودیمیم» رخ می‌دهد. برای اینکه میان این حالت‌ها تفاوت ایجاد شود، نام شیشه شیشه اسپینی خود القا برای آن انتخاب شده است.

نئودیمیم به عنوان یک عنصر با خواص مغناطیسی عجیب شناخته می‌شود، بنابراین تیم این تحقیق برای بررسی آن از میکروسکوپ تونلی روبشی (STM) استفاده کرد. با انجام این کار، محققان پی بردند که چرخش‌های اتمی در نئودیمیم همانند یک مارپیچ است و آن‌ها با سرعت‌های مختلفی می‌چرخند. با توجه به این موارد، شکل مارپیچ به صورت پیوسته در حال تغییر است.

نویسنده این تحقیق، «دانیل وگنر» اعلام کرده:

«STM به ما اجازه می‌دهد تا ساختار اتم‌ها را به صورت جداگانه مورد بررسی قرار دهیم و همچنین بتوانیم به قطب شمالی و جنوبی اتم‌ها پی ببریم. با این پیشرفت در تصویربرداری با دقت بالا، ما توانستیم رفتار در نئودیمیم را کشف کنیم، چرا قادر به شناسایی تغییرات بسیار کوچک در ساختار مغناطیسی بودیم، البته انجام این کار ساده نبود.»

تیم این تحقیق به این موضوع اشاره کرده که نئودیمیم شاید تنها عنصر با این ویژگی نباشد و احتمالا این رفتار در عناصر دیگر نیز وجود دارد. یکی دیگر از نویسندگان این تحقیق، «الکساندر خواجتوریان» درباره این حالت از ماده اعلام کرده:

«تکامل پیچیده نئودیمیم احتمالا می‌تواند پلتفرمی برای تقلید رفتارهای پایه مورد استفاده در هوش مصنوعی باشد. تمام الگوهای پیچیده که می‌توانند در این ماده ذخیره شوند، قادرند با شناسایی تصویر ارتباط برقرار کنند. شما نمی‌توانید کامپیوترهای الهام گرفته شده از مغز را با آهنرباهای ساده بسازید، اما مواد با رفتار پیچیده می‌توانند گزینه‌های مناسبی برای این کار باشند.»

از آنجا که رفتار اسپینی اتم‌ها در این حالت به کنش نورون‌ها بی‌شباهت نیست، احتمالا می‌توان از این حالت ماده در تولید سیستم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی بهره گرفت.