FERMIAC
Wózek Monte Carlo lub FERMIAC był komputerem analogowym wynalezionym przez fizyka Enrico Fermiego , aby pomóc w jego badaniach nad transportem neutronów .
Operacja
W projekcie FERMIAC wykorzystano metodę Monte Carlo do modelowania transportu neutronów w różnych typach systemów jądrowych . Biorąc pod uwagę początkowy rozkład neutronów , celem procesu jest opracowanie wielu „genealogii neutronów”, czyli modeli zachowania poszczególnych neutronów, w tym każdego zderzenia, rozproszenia i rozszczepienia . Kiedy następuje rozszczepienie, przewidywana jest liczba powstających neutronów, a zachowanie każdego z tych neutronów jest ostatecznie modelowane w taki sam sposób jak pierwszy. Na każdym etapie do podejmowania decyzji wpływających na zachowanie każdego neutronu wykorzystywane są liczby pseudolosowe .
FERMIAC wykorzystał tę metodę do stworzenia dwuwymiarowych genealogii neutronów na schemacie skali urządzenia jądrowego. Szereg bębnów na urządzeniu ustawiono zgodnie z krzyżowanym materiałem i losowym wyborem między szybkimi i wolnymi neutronami . Losowe liczby określały również kierunek podróży i odległość do następnej kolizji. Po ustawieniu bębnów wózek toczył się po schemacie, rysując po drodze ścieżkę. Za każdym razem, gdy na wykresie wskazywano zmianę materiału, ustawienia bębna były odpowiednio dostosowywane przed kontynuowaniem.
Historia
Na początku lat trzydziestych włoski fizyk Enrico Fermi kierował zespołem młodych naukowców, nazwanych „ chłopcami z Via Panisperna ”, w ich słynnych obecnie eksperymentach z fizyki jądrowej . W tym czasie Fermi opracował techniki „próbkowania statystycznego”, które skutecznie stosował do przewidywania wyników eksperymentów.
Wiele lat później, w 1946 roku, Fermi uczestniczył we wstępnym przeglądzie wyników z ENIAC . Wśród innych obecnych był matematyk z Los Alamos, Stanisław Ulam , który był zaznajomiony z technikami statystycznego próbkowania, podobnymi do tych opracowanych wcześniej przez Fermiego. Takie techniki wypadły głównie z użycia ze względu na wymagane długie, powtarzalne obliczenia. Jednak biorąc pod uwagę moc obliczeniową ENIAC, Ulam dostrzegł okazję do wskrzeszenia tych technik. Omówił swoje pomysły z Johnem von Neumannem , który ostatecznie wykorzystał ENIAC do wdrożenia metody Monte Carlo (jak zaczęto nazywać techniki próbkowania statystycznego) w celu rozwiązania różnych problemów związanych z transportem neutronów.
Zanim jednak ENIAC mógł zostać wykorzystany do tego celu, najpierw musiał zostać przeniesiony do swojego stałego miejsca zamieszkania w Laboratorium Badań Balistycznych . To właśnie podczas tej przerwy w działaniu ENIAC Fermi wpadł na pomysł swojego urządzenia analogowego. Zlecił swojemu koledze LDP Kingowi zbudowanie instrumentu, któremu później nadano trafną nazwę FERMIAC. Urządzenie było używane przez około dwa lata. Fermiac jest wystawiony w Bradbury Science Museum w Los Alamos.
W 2015 roku Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche „Enrico Fermi” stworzyło replikę urządzenia. Prezentacja urządzenia przez Coccetti et al. jest dostępny w formacie PDF.
Zobacz też
Dalsze artykuły
- Co to jest wózek FERMIAC lub Fermi? by The Bradbury Science Museum jest obsługiwane przez Los Alamos National Laboratory for Education, 2017
- ^ „Wynalazek Fermiego ponownie odkryty w LASL” (PDF) . Atom . 3 (10). październik 1966.
- ^ Eckhardt, Roger (1987). „STAN ULAM, JOHN VON NEUMANN i METODA MONTE CARLO” (PDF) . Los Alamos Nauka : 131.
- ^ Metropolis, Mikołaj; Ulam, S. (1949). „Metoda Monte Carlo”. Dziennik Amerykańskiego Towarzystwa Statystycznego . 44 (247): 335–341. doi : 10.2307/2280232 . ISSN 0162-1459 . JSTOR 2280232 .
- ^ Metropolia, Mikołaj (1987). „Początki metody Monte Carlo” (PDF) . Los Alamos Science (15): 125.
- ^ „Wózek Fermiaca lub Fermiego” . en.sif.it . Źródło 2019-08-11 .