Google DeepMind и команда LIGO разработали технологию Deep Loop Shaping, использующую искусственный интеллект. Данный инструмент позволяет существенно снизить уровень шумов в системе обратной связи обсерватории LIGO, которая является сложнейшим комплексом, предназначенным для регистрации гравитационных волн, возникающих при столкновении чёрных дыр и нейтронных звёзд.
В ходе испытаний на Луизианском детекторе LIGO программа обеспечила увеличение стабильности лазерных зеркал в 30–100 раз, что значительно превосходит эффективность обычных способов снижения шумов.
Детекторы требуют высокой точности, оцениваемой по отклонениям порядка одной десятитысячной доли протона, а также должны быть защищены от механических воздействий, поскольку даже землетрясения и морские волны могут создавать помехи.
Долгое время самой непростой задачей оставалось обеспечение максимальной стабильности зеркал весом 40 килограммов, чтобы избежать нежелательных возмущений. Как пояснил член команды LIGO из Caltech Рана Адхикари, технология Deep Loop Shaping позволяет устранить эти колебания, снижая уровень шума в системе управления.
В процессе обучения новой системы использовались сотни виртуальных копий LIGO, в которых алгоритмы получали награды за уменьшение шума и санкции за его возрастание, что позволяло постепенно совершенствовать управление детекторами.
Использование технологии Deep Loop Shaping позволило расширить диапазон рабочих частот LIGO в низкочастотном спектре, что открывает перспективы для обнаружения слияний нейтронных звёзд и чёрных дыр промежуточной массы, а также предоставляет возможность заблаговременного оповещения о грядущих космических столкновениях.
Впереди у коллектива ожидаются длительные проверки новой системы — в Луизиане, на объекте Хэнфорд и на строящемся детекторе LIGO-India. Технология Deep Loop Shaping может не только стать частью стандартного набора инструментов гравитационных обсерваторий, но и получить применение в различных сферах, начиная от аэрокосмической навигации и заканчивая промышленными системами управления, а также в наушниках с активным шумоподавлением.