GPT‑5.2 نظریاتی طبیعیات میں ایک نیا نتیجہ اخذ کرتا ہے
ایک نئی پری پرنٹ میں، GPT‑5.2 نے گلوآن ایمپلی ٹیوڈ کے لیے ایک فارمولا تجویز کیا جسے بعد میں ایک اندرونی OpenAI ماڈل نے ثابت کیا اور مصنفین نے اس کی تصدیق کی۔
ہم نے ایک نیا پری پرنٹ شائع کیا ہے جس میں یہ دکھایا گیا ہے کہ ایک قسم کا ذرّاتی تعامل، جس کے بارے میں بہت سے طبیعیات دانوں کو توقع تھی کہ وہ واقع نہیں ہوگا، درحقیقت مخصوص حالات میں پیدا ہو سکتا ہے۔ یہ کام گلوآنز پر مرکوز ہے، وہ ذرات جو مضبوط جوہری قوت کو منتقل کرتے ہیں۔ یہ پری پرنٹ(نئی ونڈو میں کھلتا ہے) arXiv پر دستیاب ہے اور اشاعت کے لیے جمع کرایا جا رہا ہے. اس دوران، ہم کمیونٹی کی رائے اور فیڈبیک کا خیرمقدم کرتے ہیں۔
اس پری پرنٹ کا عنوان “Single-minus gluon tree amplitudes are nonzero" ہے، اور اس کے مصنفین میں الفریڈو گیویرا (انسٹی ٹیوٹ فار ایڈوانسڈ اسٹڈی)،الیکس لوپساسکا (وینڈر بلٹ یونیورسٹی اور OpenAI)،ڈیوڈ اسکنر (یونیورسٹی آف کیمبرج)،اینڈریو اسٹرو منگر (ہارورڈ یونیورسٹی)،اور (OpenAI) کی نمائندگی کرتے ہوئے کیون وائل شامل ہیں۔
یہ پری پرنٹ ذرّاتی طبیعیات کے ایک اہم تصور — اسکیٹرنگ ایمپلی ٹیوڈ — پر تحقیق پیش کرتا ہے۔ اسکیٹرنگ ایمپلی ٹیوڈ سے طبیعیات داں یہ حساب لگاتے ہیں کہ ذرّات کس خاص طریقے سے ایک دوسرے کے ساتھ ردِعمل دیں گے۔ گلوآنز کے لیے — جو مضبوط نیوکلیائی قوت کو منتقل کرنے والے ذرّات ہیں — بہت سی ایمپلی ٹیوڈز “ٹری لیول” پر غیر متوقع طور پر نہایت سادہ صورت اختیار کر لیتی ہیں (یعنی وہ حسابات جن میں صرف سادہ ترین خاکے (ڈائیگرام) شامل ہوتے ہیں اور کوئی کوانٹم لوپس نہیں ہوتے)۔ یہ آسانیاں بارہا کوانٹم فیلڈ تھیوری کے اندر چھپی گہری ساخت کو ظاہر کرتی رہی ہیں، اور یہ وہ فریم ورک ہے جو طبیعیات کی ایسی وضاحت فراہم کرتا ہے جو خصوصی اضافیت (special relativity) کو کوانٹم میکینکس کے ساتھ یکجا کرتا ہے۔
تاہم ایک صورت کو عمومی طور پر غیر موجود سمجھا جاتا رہا ہے (یعنی اس کی ایمپلی ٹیوڈ صفر مانی جاتی رہی ہے)۔ جب ایک گلوآن کی ہیلیسٹی منفی ہو (یعنی دو ممکنہ اسپن سمتوں میں سے ایک جو ایک بے کمیت ذرّہ رکھ سکتا ہے) اور باقی گلوآن کی ہیلیسٹی مثبت ہو، تو معیاری درسی کتابی دلائل یہ تجویز کرتے ہیں کہ متعلقہ ٹری-لیول ایمپلی ٹیوڈ لازمی طور پر صفر ہونا چاہیے۔ نتیجتاً، اس ترتیب کو بڑی حد تک ترک کر دیا گیا ہے۔
پِری پرنٹ سے ظاہر ہوتا ہے کہ یہ نتیجہ کافی مستحکم ہے۔ معیاری دلیل عام (جنیرک) ذرّاتی مومینٹا کو فرض کرتی ہے، یعنی ان کی سمتیں اور توانائیاں کسی خاص ترتیب یا ہم آہنگی میں نہیں ہوتیں۔ ہم مومینٹم اسپیس کے ایک مخصوص اور نہایت واضح طور پر متعین حصے کی شناخت کرتے ہیں جہاں وہ ریزننگ اب لاگو نہیں ہوتی، جسے ہاف-کولینئر ریجیم کے نام سے جانا جاتا ہے۔ یہاں “ہاف کولینیئر” سے مراد یہ ہے کہ گلوآنز کے مومینٹا ایک ایسی خاص ہم آہنگی کی شرط پر پورا اترتے ہیں جو عام نہیں ہوتی، مگر ریاضیاتی طور پر واضح طور پر متعین اور ہم آہنگ (consistent) ہوتی ہے۔ اس مخصوص حصے (سِلائس) پر ایمپلی ٹیوڈ صفر نہیں ہوتی، اور ہم اسے ایک خاص حرکی (کائنی میٹک) دائرے میں شمار کرتے ہیں۔ یہ نتیجہ کئی نئے سوالات کے دروازے کھولتا ہے جو آئندہ تحقیقات کا موضوع بنیں گے۔ مزید اہم پیش رفت میں گریویٹونز کے لیے مماثل ایمپلی ٹیوڈز کا حساب لگانا بھی شامل ہے (جو کششِ ثقل کی قوت کو منتقل کرنے والے ذرّات ہیں)۔
کام کا ایک مرکزی پہلو طریقہ کار سے متعلق ہے. حتمی فارمولا جو پری پرنٹ میں (39) .Eq کے طور پر درج ہے ابتدائی طور پر GPT‑5.2 کی تجویز تھا۔ Pro۔ انسانی مصنفین نے صحیح عدد کے لیے تک ایمپلی ٹیوڈز خود ہاتھ سے حساب کر کے نکالے، اور نہایت پیچیدہ ریاضیاتی اظہار (expressions) حاصل کیے جو مساوات میں دکھائے گئے ہیں۔ (29)--(32)، جو “Feynman diagram expansion” کے مطابق ہیں، جس کی پیچیدگی n میں انتہائی تیزی سے بڑھتی ہے۔ GPT‑5.2 Pro نے ان ریاضیاتی اظہاروں کی پیچیدگی کو نمایاں طور پر کم کر دیا، اور ان کی کہیں زیادہ سادہ صورتیں مساوات میں پیش کیں۔ (35)--(38). ان بنیادی کیسز سے، یہ ایک پیٹرن کو پہچاننے اور تمام کے لیے ایک درست فارمولا پیش کرنے کے قابل ہوا۔
GPT‑5.2 کے ایک اندرونی اسکیفولڈڈ ورژن نے تقریباً 12 گھنٹے مسئلے پر ریزننگ کی، اسی فارمولے تک پہنچا اور اس کی درستگی کا ایک رسمی ثبوت پیش کیا۔ اس مساوات کی بعد ازاں تجزیاتی طور پر تصدیق کی گئی تاکہ Berends-Giele تکراری تعلق کو حل کیا جا سکے، جو چھوٹے بنیادی اجزاء سے کثیر ذرّاتی درختی amplitudes بنانے کے لیے ایک معیاری مرحلہ وار طریقہ ہے۔ اسے سافٹ تھیورم کے مطابق بھی پرکھا گیا، جو یہ حد مقرر کرتا ہے کہ جب کوئی ذرّہ کم توانائی (soft) حالت میں چلا جائے تو ایمپلی ٹیوڈز کا رویّہ کس طرح ہونا چاہیے۔
GPT‑5.2 کی مدد سے ان ایمپلی ٹیوڈز کو گلوآنز سے گریویٹونز تک پہلے ہی توسیع دی جا چکی ہے، اور مزید عمومی صورتیں (generalizations) بھی جلد متوقع ہیں۔ یہ AI کی مدد سے حاصل ہونے والے نتائج اور ان جیسے کئی دیگر آئندہ کہیں اور تفصیل سے پیش کیے جائیں گے۔
“ان انتہائی ڈیجینیریٹ اسکیٹرنگ عملوں کی طبیعیات میرے لیے اُس وقت سے تجسس کا باعث رہی ہے جب میں تقریباً پندرہ سال پہلے پہلی بار ان سے روبرو ہوا تھا، اس لیے اس مقالے میں ان کی حیرت انگیز حد تک سادہ صورتیں دیکھنا واقعی مسرّت بخش ہے۔
طبیعیات کے اس حصے میں اکثر ایسا ہوتا ہے کہ کچھ قابلِ مشاہدہ طبیعی مقداروں کے لیے نصابی طریقوں سے نکالے گئے اظہار ابتدا میں نہایت پیچیدہ نظر آتے ہیں، مگر آخرکار بہت سادہ ثابت ہوتے ہیں۔ یہ اس لیے اہم ہے کہ اکثر سادہ فارمولے ہمیں گہری نئی ساختوں کو دریافت کرنے اور سمجھنے کے سفر پر لے جاتے ہیں، خیالات کی نئی دنیائیں کھول دیتے ہیں جہاں، دیگر باتوں کے ساتھ، نقطہ آغاز کی سادگی واضح ہو جاتی ہے۔
میرے لیے “ایک سادہ فارمولہ تلاش کرنا” ہمیشہ ایک جھنجھلا دینے والا کام رہا ہے، اور میں عرصے سے یہ بھی محسوس کرتا آیا ہوں کہ شاید اسے کمپیوٹرز کے ذریعے خودکار بنایا جا سکتا ہے۔ ایسا لگتا ہے کہ مختلف شعبوں میں ہم اس کے وقوع پذیر ہونے کا آغاز دیکھ رہے ہیں؛ اس مقالے میں دی گئی مثال جدید AI ٹولز کی طاقت سے استفادہ کرنے کے لیے خاص طور پر موزوں ہے۔ میں مستقبل قریب میں اس رجحان کو ایک عمومی مقصد کے “سادہ فارمولہ پیٹرن ریکگنیشن” ٹول کی طرف بڑھتے ہوئے دیکھنے کا منتظر ہوں۔
—نیما ارکانی-حامد، پروفیسر طبیعیات، انسٹی ٹیوٹ فار ایڈوانسڈ اسٹڈی، جو نظریاتی اعلیٰ توانائی طبیعیات میں مہارت رکھتے ہیں
“میں پہلے ہی اس پری پرنٹ کے اثرات پر اپنے گروپ کے تحقیقی پروگرام کے مختلف پہلوؤں کے حوالے سے غور کر رہا ہوں۔ یہ واضح طور پر جرنل سطح کی تحقیق ہے جو نظریاتی طبیعیات کے جدید ترین حدود کو آگے بڑھا رہی ہے، اور اس کی جدت مستقبل کی ترقیوں اور بعد کی اشاعتوں کے لیے تحریک کا باعث بنے گی۔ یہ پری پرنٹ ایسے محسوس ہوا جیسے AI کی مدد سے ہونے والی سائنس کے مستقبل کی ایک جھلک ہو، جہاں طبیعیات دان AI کے ساتھ شانہ بشانہ کام کرتے ہوئے نئی بصیرتیں پیدا کر رہے ہیں اور ان کی توثیق بھی کر رہے ہیں۔ اس میں کوئی شک نہیں کہ طبیعیات دانوں اور LLMs کے درمیان مکالمہ بنیادی طور پر نیا علم پیدا کر سکتا ہے۔ "GPT‑5.2 کو انسانی شعبہ جاتی ماہرین کے ساتھ ملا کر، یہ مقالہ LLM سے حاصل کردہ بصیرتوں کی تصدیق کے لیے ایک نمونہ فراہم کرتا ہے اور اس معیار پر پورا اترتا ہے جس کی ہم گہری سائنسی تحقیق سے توقع رکھتے ہیں۔”
—نیتھینیل کریگ، یونیورسٹی آف کیلیفورنیا، سانتا باربرا (UCSB) میں فزکس کے پروفیسر ہیں، جو ہائی انرجی فزکس، پارٹیکل فینومینولوجی، اور کاسمولوجی میں مہارت رکھتے ہیں
