FERMIAC sau Monte Carlo Cart este un computer analog inventat în 1946 de către fizicianul Enrico Fermi pentru a ajuta la cercetările sale privind mișcarea neutronilor în procesele de fisiune nucleară , coliziuni, împrăștiere a particulelor elementare [1] .
FERMIAC a folosit metoda Monte Carlo pentru a simula mișcarea neutronilor în diferite tipuri de sisteme nucleare. Având în vedere distribuția inițială a neutronilor, scopul modelării este de a dezvolta numeroasele lor „genealogii” - modele ale comportamentului neutronilor individuali, inclusiv fiecare coliziune, împrăștiere și fisiune a nucleului . Când are loc fisiunea, se prezice numărul de neutroni produși și comportamentul fiecăruia dintre ei, adică se repetă procesul de simulare anterior. La fiecare pas, numere pseudoaleatoare sunt folosite pentru a lua decizii cu privire la comportamentul neutronilor .
O serie de tamburi pe FERMIAC a fost stabilită în funcție de tipul original de material nuclear pentru a simula structura corespunzătoare de distribuție aleatorie între neutronii rapidi și lenți . Numerele aleatorii au determinat, de asemenea, direcția de deplasare și distanța până la următoarea coliziune. Odată ce tamburele au fost la locul lor, căruciorul s-a rostogolit peste diagramă, deschizând drumul. De fiecare dată când pe diagramă a fost indicată o modificare a materialului, setările tamburului au fost ajustate înainte de a continua construcția.
Ca urmare, pe diagrama structurii unui dispozitiv nuclear a fost creată o „genealogie” bidimensională a neutronilor. După trasarea unui număr suficient de mare de traiectorii, s-a numărat numărul de evenimente cheie și s-au tras concluzii despre probabilitățile, coeficienții și modelele asociate acestora.
La începutul anilor 1930, fizicianul italian Enrico Fermi a condus un grup de tineri oameni de știință care au devenit cunoscuți sub numele de băieții de pe stradă Panisperna pentru celebrele lor experimente de fizică nucleară . În acel moment, Fermi a dezvoltat tehnici de eșantionare statistică , pe care le-a folosit eficient pentru a prezice rezultatele experimentelor [2] .
Ani mai târziu, în 1946, Fermi a participat la revizuirea inițială a rezultatelor proiectului pentru primul calculator electronic numeric ENIAC . Alți participanți au inclus matematicianul din Laboratorul Los Alamos Stanislav Ulam , care era familiarizat cu utilizarea metodelor de eșantionare statistică similare cu cele dezvoltate de Fermi. Anterior, astfel de metode erau doar un instrument posibil teoretic, dar nu erau utilizate pe scară largă în practică din cauza necesității unui număr foarte mare de calcule repetitive. Cu toate acestea, având în vedere capacitățile de viteză ale ENIAC, Ulam a sugerat să se analizeze aceste metode. El a discutat ideile sale cu John von Neumann , care a folosit în cele din urmă metoda Monte Carlo a lui Ulam (cum a ajuns să fie numită analiza de eșantionare statistică) la ENIAC pentru a rezolva diverse probleme de transport de neutroni [3] .
Dar înainte ca ENIAC să poată fi utilizat pe deplin, acesta a trebuit să fie transportat și asamblat la Laboratorul de Cercetare Balistică al Armatei SUA [4] . În timpul acestei pauze de la ENIAC, Fermi a venit cu ideea dispozitivului său analogic. A adus un coleg pentru a crea un instrument căruia i s-a dat mai târziu numele FERMIAC (similar cu ENIAC, dar cu atribuția lui Fermi). Dispozitivul a fost utilizat de aproximativ doi ani.
FERMIAC este expus la Muzeul de Știință Bradbury din Los Alamos [5] .
În 2015, o copie exactă a dispozitivului a fost creată la Muzeul Enrico Fermi Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche [6] . O demonstrație a dispozitivului recreat este disponibilă ca PDF [7] .