17
Модель Anthropic вычислила коэффициент, который определяет характер фазового перехода в теории, связанной с образованием чёрных дыр
Модель Claude от Anthropic рассчитала коэффициент, от которого зависит природа фазового перехода в одной из квантовых теорий, касающихся физики чёрных дыр. Задача была поставлена ещё в 2003 году, но необходимый параметр до сих пор не удавалось определить. Полученный результат указывает, что переход остаётся резким — переходом первого рода, — даже при слабой связи.
Эта задача связана с одним из ключевых соответствий современной теоретической физики — AdS/CFT, которое связывает гравитацию в пространстве анти-де Ситтера (пространстве с отрицательной космологической константой) с квантовой теорией поля на его границе. В гравитационном описании переход Хокинга — Пейджа соответствует смене доминирующего состояния системы: вместо газа частиц в пространстве анти-де Ситтера наиболее вероятной конфигурацией становится чёрная дыра. В квантовой теории поля это соответствует переходу от конфайнмента к деконфайнменту — освобождению степеней свободы, связанных с кварками и глюонами. При сильном взаимодействии такой переход уже известен, но оставалось выяснить, сохраняется ли он при слабом.
Ключевым оказался коэффициент b в эффективном действии петли Полякова — математической величины, описывающей поведение системы при переходе между фазами. Его знак определяет, будет ли переход резким или непрерывным. Коэффициент проявляется только при расчёте с учётом трёх петель взаимодействия, и именно его значение для теории N = 4 суперсимметричной Янга — Миллса на трёхмерной сфере S³ не удавалось получить. Claude вычислила его: b = −1,481 × 10⁻³ λ², где λ — параметр взаимодействия, известный как константа связи 'т Хоофта. Отрицательный знак подтвердил сценарий перехода первого рода.
Расчёт также выявил три потенциальных состояния системы: конфайнментная фаза, деконфайнментная фаза и промежуточное неустойчивое состояние. Их последовательность соответствует трём решениям гравитационной задачи: тепловому газу в пространстве анти-де Ситтера, малой неустойчивой чёрной дыре и большой устойчивой чёрной дыре. Таким образом, структура перехода Хокинга — Пейджа проявляется и в вычислениях при слабой связи. Однако авторы отдельно подчеркивают: их результат пока не демонстрирует, что переход непрерывно сохраняется при всех промежуточных значениях связи.
Для проверки вычислений работа была организована как распределённый вычислительный проект: несколько экземпляров Claude независимо решали отдельные части задачи, а управляющая модель координировала их деятельность. Результаты проверялись несколькими независимыми программами и методами, сопоставлялись с известными точными решениями и ранее опубликованными расчётами. В частности, вычисления воспроизвели известные результаты для отдельных секторов теории. Авторы также отмечают одно исключение: часть коэффициентов в одном из вычислительных блоков была получена только одним методом, однако, по их оценке, возможная погрешность не изменяет знак итогового результата.
Данная работа не свидетельствует о том, что Claude сделала реальное открытие на основе наблюдения чёрной дыры: речь идёт о математическом результате в рамках теоретической модели. Над исследованием работал внутренний исследовательский ИИ-модель Anthropic по заданию физика, который проверил результат на известных частных случаях. Пока что это препринт без независимой рецензии, результат ещё предстоит оценить научному сообществу. Тем не менее работа заполняет вычислительный пробел в теории, связывающей квантовые поля и термодинамику чёрных дыр.
Источник