Тележка Монте-Карло , или ФЕРМИАК , была аналоговым компьютером , изобретенным физиком Энрико Ферми для помощи в его исследованиях транспорта нейтронов . [1]
FERMIAC использовал метод Монте-Карло для моделирования транспорта нейтронов в различных типах ядерных систем. Учитывая начальное распределение нейтронов , цель процесса — разработать многочисленные «нейтронные генеалогии» или модели поведения отдельных нейтронов, включая каждое столкновение, рассеяние и деление . Когда происходит деление, прогнозируется количество возникающих нейтронов, и поведение каждого из этих нейтронов в конечном итоге моделируется так же, как и первое. На каждом этапе псевдослучайные числа используются для принятия решений, влияющих на поведение каждого нейтрона.
ФЕРМИАК использовал этот метод для создания двумерных нейтронных генеалогий на масштабной диаграмме ядерного устройства. Ряд барабанов на устройстве настраивался в зависимости от пересекаемого материала и случайного выбора между быстрыми и медленными нейтронами . Случайные числа также определяли направление движения и расстояние до следующего столкновения. После того как барабаны были установлены, тележку катили по схеме, прочерчивая путь по ходу движения. Каждый раз, когда на диаграмме указывалось изменение материала, перед продолжением работы настройки барабана корректировались соответствующим образом.
В начале 1930-х годов итальянский физик Энрико Ферми возглавил группу молодых учёных, получивших прозвище « Мальчики с Виа Панисперна », в их знаменитых экспериментах по ядерной физике . За это время Ферми разработал методы «статистической выборки», которые он эффективно использовал для прогнозирования результатов экспериментов. [2]
Спустя годы, в 1946 году, Ферми участвовал в первоначальном обзоре результатов ENIAC . Среди других присутствующих был математик из Лос-Аламоса Станислав Улам , который был знаком с использованием методов статистической выборки, подобных тем, которые ранее были разработаны Ферми. Такие методы в основном вышли из употребления из-за необходимости длительных и повторяющихся вычислений. Однако, учитывая вычислительные способности ENIAC, Улам увидел возможность возродить эти методы. Он обсудил свои идеи с Джоном фон Нейманом , который в конечном итоге использовал ENIAC для реализации метода Монте-Карло (так стали называть методы статистической выборки) для решения множества задач транспорта нейтронов. [3]
Однако прежде чем ENIAC можно было использовать для этой цели, его сначала нужно было переместить в постоянное место жительства в Лабораторию баллистических исследований . [4] Именно во время перерыва в работе ENIAC Ферми пришла в голову идея создания своего аналогового устройства. Он поручил своему коллеге ЛДП Кингу создать прибор, которому позже было присвоено подходящее название FERMIAC. Аппарат использовался около двух лет. [5]
В 2015 году Museo Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche «Энрико Ферми» создал точную копию устройства. [6] [7]