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Optimización del diseño de instrumentación: El papel de Mathematica en la mejora de un potente espectrómetro de neutrones

Wolfgang Schmidt, Científico, Centro Jülich para la ciencia de neutrones (JCNS)

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"Puedo usar Mathematica para comprobar si hay resultados útiles o no. Lo que normalmente tomaría varios días obtener, con Mathematica lo puedo conseguir en unas pocas horas."

Desafío

Para mantener su posición como uno de los mejores espectrómetros para la investigación de dispersión de neutrones, un equipo de científicos, junto con Wolfgang Schmidt, ha estado trabajando en el diseño de nuevos componentes ópticos de neutrones para mejorar la eficiencia del instrumento IN12. Para Schmidt, la manera más rápida y eficaz de calcular, simular y analizar los diseños es mediante Mathematica.

Solución

El lenguaje de programación flexible de Mathematica permite a Schmidt escribir nuevos programas con rapidez y verificar cálculos extensos para las simulaciones que necesita investigar para las mejoras del espectrómetro. Uno de los nuevos componentes ópticos que Schmidt desarrolló para el espectrómetro IN12 es un polarizador de neutrones. Con Mathematica, pudo probar y visualizar diversos parámetros que le ayudaron a diseñar el dispositivo y optimizar su rendimiento.

El flujo de trabajo simplificado le permite obtener resultados útiles en cuestión de horas, en comparación con los días que le tomaba antes. “Con Mathematica, realmente pude avanzar y entender qué hay detrás, cuál es la matemática subyacente, qué influye en qué, y encontrar una manera más rápida de llegar a algunos resultados,” afirma Schmidt.

Ya instalado, el polarizador de neutrones que Schmidt desarrolló está demostrando ser más eficiente en polarizar y transmitir el haz, haciendo que el espectrómetro sea un instrumento más potente para la investigación en dispersión de neutrones.

Información adicional:

La ventaja Wolfram

  • Garantiza resultados consistentes y de alta precisión con métodos de cálculo simbólico-numéricos híbridos integrados
  • Proporciona un entorno sofisticado para el análisis y visualización de datos
  • Ofrece un lenguaje de programación flexible para un flujo de trabajo de desarrollo optimizado