Investigadors de l'Institut d'Aplicacions Computacionals de Codi Comunitari (IAC3) de la UIB i la Universitat de Glasgow llancen una competició a través de la plataforma Kaggle per desenvolupar noves eines d'aprenentatge automàtic que contribueixin a captar aquest fenomen encara per detectar

Les ones gravitacionals contínues són un tipus d'ones gravitacionals de llarga durada encara per detectar. Es teoritza que podrien ser emeses per estrelles de neutrons girant a altes velocitats amb una petita asimetria a la part exterior. S'espera que la detecció sigui el proper gran descobriment de l'astronomia d'ones gravitacionals. La seva detecció directa ens podria proporcionar mesures valuosíssimes sobre la matèria i física extrema de les estrelles de neutrons. Més encara, ens podria permetre accedir a una nova població d'estrelles de neutrons mai abans observada a causa de la debilitat de la seva radiació electromagnètica.

La comunitat científica ha cercat aquesta mena d'ones des de fa més de 20 anys; no obstant això, la seva detecció és complicada a causa de la seva baixa amplitud, la qual és diversos ordres de magnitud més feble que el renou dels detectors. En particular, el grup GRAVITY de la UIB, dirigit per Alícia M. Sintes, és el grup líder a Espanya en aquest camp específic. Investigadors d'aquest grup han liderat diverses cerques d'ones gravitacionals a cegues i han obtingut resultats crucials per detectar aquests senyals.

La sensibilitat d'aquestes cerques, però, es troba limitada pels recursos computacionals disponibles: la majoria d'eines utilitzades operen a una sensibilitat molt per sota del màxim teòric, ja que altrament seria impossible executar aquestes cerques en un temps acceptable a causa dels recursos computacionals de què es disposen actualment.

Avui en dia, la col·laboració LIGO-Virgo-KAGRA està millorant els detectors, els quals són interferòmetres en forma de lletra L d'una longitud de diversos quilòmetres per tal de millorar la seva sensibilitat amb vista al quart període d'observació O4, el qual es planeja que comenci la primavera de 2023. En paral·lel, cal seguir millorant els mètodes d'anàlisi de dades per fer-los computacionalment eficients, millorar-ne la sensibilitat i mantenir el seu estat de millora alhora amb els nous avenços instrumentals.

Els darrers avenços en intel·ligència artificial suggereixen que és possible desenvolupar una nova classe d'eines basades en aprenentatge automàtic que permetrien augmentar la sensibilitat d'aquestes cerques mantenint un cost computacional acceptable. A aquest efecte, Rodrigo Tenorio, membre de l'IAC3, en col·laboració amb Michael J. Williams i Chris Messenger, membres de l'Institut de Recerca Gravitacional (IGR, per les sigles en anglès) de la Universitat de Glasgow, en el marc de la COST Action G2Net (col·laboració europea multidisciplinària unint aprenentatge automàtic, ones gravitacionals i geofísica) han desenvolupat una competició Kaggle per a la detecció d'ones gravitacionals contínues.

Kaggle és una plataforma de competicions d'anàlisi de dades en línia emparada per Google, on diferents entitats poden proposar problemes basats en el processament d'un conjunt de dades específic a una àmplia comunitat d'usuaris, els quals proposen solucions per equips utilitzant mètodes basats en l'aprenentatge automàtic. En aquest cas, la comunitat Kaggle ha estat proveïda d'un conjunt de dades similar a les utilitzades pels científics de la col·laboració LIGO-Virgo-KAGRA, i el seu treball consisteix a desenvolupar un algorisme capaç de detectar ones gravitacionals contínues en aquestes dades.

La competició finalitzarà el gener del 2023. Després de verificar la validesa de les solucions proveïdes, es repartirà un premi en metàl·lic de $25.000 entre els tres equips guanyadors.

Aquesta competició és la segona competició Kaggle centrada en l'anàlisi d'ones gravitacionals, i la primera centrada en la detecció de col·lisions de forats negres (https://www.kaggle.com/c/g2net-gravitational-wave-detection). En aquesta competició es va obtenir una participació de més de 1.200 equips.

Data de publicació: 06/10/2022