Добавить новость
smi24.net
News in English
Июль
2024

Machine Learning Could Aid Efforts To Answer Long-Standing Astrophysical Questions

0

In an ongoing game of cosmic hide and seek, scientists have a new tool that may give them an edge. Physicists at the U.S. Department of Energy’s (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) have developed a computer program incorporating machine learning that could help identify blobs of plasma in outer space known as plasmoids. In a novel twist, the program has been trained using simulated data.

The program will sift through reams of data gathered by spacecraft in the magnetosphere, the region of outer space strongly affected by Earth’s magnetic field, and flag telltale signs of the elusive blobs. Using this technique, scientists hope to learn more about the processes governing magnetic reconnection, a process that occurs in the magnetosphere and throughout the universe that can damage communications satellites and the electrical grid.

Scientists believe that machine learning could improve plasmoid-finding capability, aid the basic understanding of magnetic reconnection and allow researchers to better prepare for the aftermath of reconnection-caused disturbances.

“As far as we know, this is the first time that anyone has used artificial intelligence trained on simulated data to look for plasmoids,” said Kendra Bergstedt, a graduate student in the Princeton Program in Plasma Physics, which is based at PPPL. Bergstedt was the first author of the paper reporting the results in Earth and Space Science. The work pairs the Lab’s growing expertise in computational sciences with its long history of exploring magnetic reconnection.

Looking for a link

Scientists want to find reliable, accurate methods for detecting plasmoids so they can determine whether they affect magnetic reconnection, a process consisting of magnetic field lines separating, violently reattaching and releasing tremendous amounts of energy. When it occurs near Earth, reconnection can trigger a cascade of charged particles falling into the atmosphere, disrupting satellites, mobile phones and the electrical grid. “Some researchers believe that plasmoids aid fast reconnection in large plasmas,” said Hantao Ji, professor of astrophysical sciences at Princeton University and a distinguished research fellow at PPPL. “But those hypotheses haven’t been proven yet.”

The researchers want to know whether plasmoids can change the rate at which reconnection occurs. They also want to gauge how much energy reconnection imparts to the plasma particles. “But to clarify the relationship between plasmoids and reconnection, we have to know where the plasmoids are,” Bergstedt said. “That’s what machine learning could help us do.”

The scientists used computer-generated training data to ensure the program could recognize a range of plasma signatures. Typically, plasmoids created by computer models are idealized versions based on mathematical formulas with shapes — like perfect circles — that do not often occur in nature. If the program were trained only to recognize these perfect versions, it might miss those with other shapes. To prevent those misses, Bergstedt and Ji decided to use artificial, deliberately imperfect data so the program would have an accurate baseline for future studies. “Compared to mathematical models, the real world is messy,” Bergstedt said. “So we decided to let our program learn using data with fluctuations that you would get in actual observations. For instance, rather than beginning our simulations with a perfectly flat electrical current sheet, we give our sheet some wobbles. We’re hoping that the machine learning approach can allow for more nuance than a strict mathematical model can.” This research builds on past attempts in which Bergstedt and Ji wrote computer programs that incorporated more idealized models of plasmoids.

The use of machine learning will only become more common in astrophysics research, according to the scientists. “It could particularly be helpful when making extrapolations from small numbers of measurements, as we sometimes do when studying reconnection,” said Ji. “And the best way to learn how to use a new tool is to actually use it. We don’t want to stand on the sidelines and miss an opportunity.”

Bergstedt and Ji plan to use the plasmoid-detecting program to examine data being gathered by NASA’s Magnetospheric Multiscale (MMS) mission. Launched in 2015 to study reconnection, MMS consists of four spacecraft flying in formation through plasma in the magnetotail, the area in space pointing away from the sun that is controlled by Earth’s magnetic field.

The magnetotail is an ideal place to study reconnection because it combines accessibility with scale. “If we study reconnection by observing the sun, we can only take measurements from afar,” Bergstedt said. “If we observe reconnection in a laboratory, we can put our instruments directly into the plasma, but the sizes of the plasmas would be smaller than those typically found in space.” Studying reconnection in the magnetotail is an ideal middle option. “It’s a large and naturally occurring plasma that we can measure directly using spacecraft that fly through it,” Bergstedt said.

As Bergstedt and Ji improve the plasmoid-detecting program, they hope to take two significant steps. The first is performing a procedure known as domain adaptation, which will help the program analyze datasets that it has never encountered before. The second step involves using the program to analyze data from the MMS spacecraft. “The methodology we demonstrated is mostly a proof of concept since we haven’t aggressively optimized it,” Bergstedt said. “We want to get the model working even better than it is now, start applying it to real data and then we’ll just go from there!”








В ОДКБ им. Н.Н. Силищевой появилось новое оборудование в МРТ-кабинете

Фестиваль волшебных огней в Ростове-на-Дону

Приключения в Дагестане: Comedy Radio рекомендует «Атель-Матель»

Ночные перекусы в отпуске: доктор Садыков о том, как они влияют на микрофлору и вес


All the news from Nintendo’s July 2025 Direct showcase

Nvidia’s Jensen Huang hauled before China’s cyber cops to explain ‘backdoor safety risks’ in H20 chips

Is eBay actually sexy again as the ecommerce old-timer’s stock surges to an all-time high?

'Not ready for prime time': Trump, Republicans slam GOP leader's stock trade ban bill


Контакт-центр «Ростелекома» подтвердил соответствие международному стандарту качества обслуживания клиентов в бизнес-сегменте

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом

Курянина на год лишили прав за наезд на деревья

Башня Врангеля. Калининград


Bungie continues to fire into its feet with both barrels: A new armor set in Destiny 2 has just been disabled because it makes the player who wears it completely invisible

«Деньги не пахнут»: Как Blox World наживается на доверии игроков Roblox

If you'd like to see Meta's AI gunk purged from WhatsApp, a new antitrust investigation in Italy might just do the trick

Color Maze Adventure 2.0.0



В Корпоративном университете «ЛокоТех» за первое полугодие 2025 года обучено более 2500 человек и создано 8 новых программ

Демонтаж памятника Айвазовскому в Карабахе вызвал негодование Москвы

Забайкальский филиал "ЛокоТех-Сервис" показал уверенный рост в первом полугодии

Сооружения сервисного участка «Свердловск-Пассажирский» стали арт-объектом


Стартовали продажи билетов на финал «Интервидения» в Москве: участвуют 19 стран

Москва предупредила: грозы и ветер до 17 м/с накроют столицу этим утром

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом

Генерал-майор Дмитрий Беляев возглавил следственное управление Москвы


Осадки в Москве: прогноз до +28 °С и грозы на следующей неделе

Генпрокуратура потребовала изъять 49 объектов недвижимости у экс-мэра Вологды

Москва привыкает к субтропикам: температурные рекорды и ливни 2025 года

Куда сходить на выходных в Татарстане: афиша главных событий


Первый матч Иги Швентек после титула на Уимблдоне обернулся разгромом за час

Сафиуллин проиграл Рууду во втором круге турнира ATP в Торонто

Рахимова и Блинкова вышли во второй круг турнира WTA в Монреале

Хачанов вышел в 1/8 финала турнира ATP в Торонто


Знаменитый нижегородский ретропоезд нарекли "Муромцем"

В Москве квартира с двумя детьми загорелась, пока их отец ходил в магазин

Генпрокуратура потребовала изъять 49 объектов недвижимости у экс-мэра Вологды

Средняя максимальная ставка по вкладам в России снизилась


Музыкальные новости

Ремикс Песни. Создание ремикса Песни. Создание Хитового ремикса песни.

Дирижер Геннадий Дмитряк: «Каждый концерт — это сокровенный разговор со слушателями»

Деловой квартал «Сколково Парк» встречает нового арендатора

Мама Тимати об 11-летней Алисе, которая снялась в кино: «Внучку ругаю регулярно! Мы обе очень эмоциональные»


Забайкальский филиал "ЛокоТех-Сервис" показал уверенный рост в первом полугодии

Вильфанд: с пятницы в Москве ожидается облачная погода, дожди и грозы

Сооружения сервисного участка «Свердловск-Пассажирский» стали арт-объектом

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом


Слоны сотрудничества: как прошла встреча Путина и президента Лаоса

«Спартак» триумфально стартовал в Кубке России, обыграв «Ростов» 2:0

В Москве встретили фехтовальщиц сборной РФ, вернувшихся с чемпионата мира

«ЛокоТех» проводит комплексную оценку знаний специалистов службы качества


Сотрудники ДПС за неделю остановили в Москве 79 пьяных водителей

Место смертельной аварии с пешеходом на юго-западе Москвы сняли на видео

В Москве росгвардейцы задержали курьера, подозреваемого в краже техники

BMW: важна каждая деталь


Трамп встречает Иванку, Не Москва, 1987

В Севастополе кинотеатр "Россия" превратят в филиал Национального центра по поручению Путина

Путин утвердил закон о бесплатной правовой поддержке для сирот

Народный депутат призвал к действиям после встречи Путина с Лукашенко


NYT сообщает, что ЕК не сохранила переписку фон дер Ляйен с руководством Pfizer



В столичном главке Росгвардии оттачивают навыки тактической медицины на инструкторско-медицинских сборах

Олеся Шергина из Екатеринбурга взошла на Эльбрус: история смелости, вдохновения и преодоления девушки с протезом

Врач-косметолог Зухра Балакеримова: какие косметологические процедуры стоит сделать именно летом

В столичном главке Росгвардии оттачивают навыки тактической медицины на инструкторско-медицинских сборах


Активист, сравнивший Зеленского с псиной, пойдёт под суд

Огромный забор и бомбоубежища: что известно о резиденции Зеленского под Киевом

Президент Польши Навроцкий потребовал от Зеленского изменить историческую политику Киева

Путин: если Киев считает, что сейчас не время для переговоров, Москва готова ждать


В Москве встретили фехтовальщиц сборной РФ, вернувшихся с чемпионата мира

Сотрудники Минпросвещения и «Артека», педагоги, наставники и тренеры отмечены высокими наградами

Точно в цель – топ-3 гольф-клубов в окружении «Москва-Сити»

«С «Балтикой» не было осечки — просто старт сезона всегда тяжелый»


Лукашенко прокомментировал ситуацию с БПЛА в Минске

Путин и Лукашенко встретятся для переговоров на Валааме

Лукашенко заявил о готовности к переговорам с ЕС по мигрантам

Путин и Лукашенко соберутся на неформальные переговоры


Еще немного. Мэр Собянин запустил проходку тоннеля от «Липовой рощи»

Собянин: 220 тыс. москвичей получили жилье или готовятся к переезду по реновации

Собянин: 23 ученика столичных 5–7-х классов стали победителями «Большой перемены»

Сергей Собянин. Главное за день


Жители Первомайского района «одобрили» строительство мусорного завода, хотя власти все еще в «раздумьях»

В России за сутки ликвидировано 66 лесных пожаров

Климатологи прогнозируют изменение климата в Москве в сторону субтропиков

Московские студенты помогли обустроить экотропу в Катунском заповеднике


В Подмосковье пройдет более 200 ярмарок в августе: овощи, фрукты, школьные базары

Осадки в Москве: прогноз до +28 °С и грозы на следующей неделе

Знаменитый нижегородский ретропоезд нарекли "Муромцем"

Генпрокуратура потребовала изъять 49 объектов недвижимости у экс-мэра Вологды


В администрации Нарьян-Мара обнаружены следы коррупции

Еще немного. Мэр Собянин запустил проходку тоннеля от «Липовой рощи»

Заболевание клещевым энцефалитом в Подмосковье: 10,5 тыс. случаев укусов

В Красногорске дали старт строительству тоннеля от будущей станции метро «Липовая роща»


Пожар в Инкермане полностью ликвидирован - МЧС

Как выбрать надежного застройщика: советы покупателям

Крыму и еще 27 регионам списали долги по бюджетным кредитам на 58 млрд

Инфраструктура новостроек: что важно для комфортной жизни


Знаменитый нижегородский ретропоезд нарекли "Муромцем"

Ильин день отмечают в России 2 августа 2025 года

Трамп повторно внедрил школьный тест по физкультуре, отмененный при Обаме

Бывшую жену экс-игрока НБА атаковала акула во время беременности














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *