Il movimento nascosto della turbolenza del Sole trovato con la Rete neurale profonda.
Gli scienziati hanno sviluppato una tecnica di deep learning con rete neurale per estrarre informazioni nascoste sul moto turbolento nelle osservazioni del Sole. I test su tre diversi set di dati di simulazione hanno mostrato che è possibile dedurre il movimento orizzontale dai dati della temperatura e del movimento verticale. Questa tecnica beneficerà l’astronomia solare e altri campi come la fisica del plasma, la scienza della fusione e la dinamica dei fluidi.
Il Sole è importante per l’obiettivo di sviluppo sostenibile dell’energia accessibile e pulita, sia come fonte di energia solare che come esempio naturale di energia di fusione. La nostra comprensione del Sole è limitata dai dati che possiamo raccogliere. È relativamente facile osservare la temperatura e il movimento verticale del plasma solare, un gas così caldo che gli atomi componenti si scompongono in elettroni e ioni. Ma è difficile determinare il movimento orizzontale.
Rete neurale profonda e movimento del sole
Per affrontare questo problema, un team di scienziati guidati dal National Astronomical Observatory of Japan e dal National Institute for Fusion Science ha creato un modello di rete neurale e lo ha alimentato con i dati di tre diverse simulazioni di turbolenza del plasma. Dopo l’addestramento, la rete neurale è stata in grado di dedurre correttamente il movimento orizzontale, considerando solo il movimento verticale e la temperatura.
Il team ha anche sviluppato un nuovo spettro di coerenza per valutare le prestazioni dell’output a diverse scale di grandezza. Questa nuova analisi ha mostrato che il metodo è riuscito a prevedere i modelli su larga scala nel moto turbolento orizzontale; ma ha avuto problemi con le piccole caratteristiche. Il team sta ora lavorando per migliorare le prestazioni su piccole scale. Si spera che questo metodo possa essere applicato alle future osservazioni solari ad alta risoluzione; ad esempio come quelle attese dal telescopio a pallone SUNRISE-3. Così come ai plasmi di laboratorio, come quelli creati nella ricerca scientifica sulla fusione per la nuova energia.
