OpenAIら、single-minus振幅をgravitonへ拡張する研究結果を公表

発表の概要

OpenAIは2026年3月4日、Max Planck Institute for PhysicsとUniversity of Chicagoの研究者との共同成果として、single-minus scattering amplitudesをgluon系からgraviton系へ拡張した研究を紹介した。散乱振幅の研究では、粒子数が増えるほど式の複雑さが急増するため、all-multiplicityの形で一般化できる構造を見つけることが大きな意味を持つ。今回の公表は、その一般化を重力を含む設定へ押し広げた点が中心だ。

先行研究との関係

OpenAIの説明では、出発点は2025年のBernらによるpreprintで、Yang-Mills理論におけるnonzero all-multiplicity tree-level single-minus amplitudesが示された。ただし当時はgraviton側の対応式が知られていなかった。今回の研究では、mixed graviton-gluon amplitudesとpure graviton amplitudesの双方について、all-multiplicityのconjectural formulaを提示したとしている。

GPT-5.2 Proと検証フロー

発表によると、研究過程ではGPT-5.2 Proを使って候補式の探索と仮説形成を進め、その後に独立した協力研究者がrigorous proofを実施して結論を確定した。さらに独立のnumerical checksとして、mixed caseは最大6 gravitonsと15 gluons、pure graviton caseは最大7 gravitonsまで検証したとされる。つまり、モデル支援で仮説を得て、人間主導の厳密証明と数値確認で裏付ける二段階の品質管理が採られている。

研究手法としての意義

この成果の重要性は、AIが証明を自動化したというより、探索空間の広い理論物理タスクで仮説生成を加速し、最終的な正当性は独立検証で担保する協業モデルを示した点にある。特にall-multiplicity問題のような難所で、AI-assisted discoveryと厳密数学を接続した実例として、今後の方法論に影響を与える可能性がある。

次の焦点は、提示された式がさらに広い散乱クラスへ拡張できるか、そして同様のワークフローが他分野の難問でも再現できるかだ。再現性が確認されれば、今回の発表は単発の成果にとどまらず、AIを組み込んだ理論研究の標準的プロセスに近づく可能性がある。