FERMIAC o Monte Carlo Cart es una computadora analógica inventada en 1946 por el físico Enrico Fermi para ayudar en su investigación sobre el movimiento de neutrones en los procesos de fisión nuclear , colisiones, dispersión de partículas elementales [1] .
FERMIAC utilizó el método Monte Carlo para simular el movimiento de neutrones en varios tipos de sistemas nucleares. Dada la distribución inicial de neutrones, el objetivo del modelado es desarrollar sus muchas "genealogías": modelos del comportamiento de neutrones individuales, incluida cada colisión, dispersión y fisión del núcleo . Cuando se produce la fisión, se predice el número de neutrones producidos y el comportamiento de cada uno de ellos, es decir, se repite el proceso de simulación anterior. En cada paso, se utilizan números pseudoaleatorios para tomar decisiones sobre el comportamiento de los neutrones .
Se instaló una serie de tambores en FERMIAC de acuerdo con el tipo original de material nuclear para simular la estructura de distribución aleatoria apropiada entre neutrones rápidos y lentos . Los números aleatorios también determinaban la dirección del viaje y la distancia hasta la próxima colisión. Una vez que los tambores estuvieron en su lugar, el carro rodó por el diagrama, allanando el camino. Cada vez que se indicaba un cambio de material en el diagrama, la configuración del tambor se ajustaba antes de continuar con la construcción.
Como resultado, se creó una "genealogía" bidimensional de neutrones en el diagrama de la estructura de un dispositivo nuclear. Después de dibujar una cantidad suficientemente grande de trayectorias, se contó la cantidad de eventos clave y se sacaron conclusiones sobre sus probabilidades, coeficientes y patrones asociados con ellos.
A principios de la década de 1930, el físico italiano Enrico Fermi dirigió un grupo de jóvenes científicos que se hicieron conocidos como Panisperna Street Boys por sus famosos experimentos en física nuclear . En ese momento, Fermi desarrolló técnicas de muestreo estadístico , que utilizó con eficacia para predecir los resultados de los experimentos [2] .
Años más tarde, en 1946, Fermi participó en la revisión inicial de los resultados del proyecto de la primera computadora electrónica numérica ENIAC . Otros asistentes incluyeron al matemático del Laboratorio de Los Álamos, Stanislav Ulam , quien estaba familiarizado con el uso de métodos de muestreo estadístico similares a los desarrollados por Fermi. Anteriormente, tales métodos eran solo una herramienta teóricamente posible, pero no se usaban mucho en la práctica debido a la necesidad de una gran cantidad de cálculos repetitivos. Sin embargo, dadas las capacidades de velocidad de ENIAC, Ulam sugirió investigar estos métodos. Discutió sus ideas con John von Neumann , quien finalmente usó el método Monte Carlo de Ulam (como se llamó el análisis de muestreo estadístico) en ENIAC para resolver varios problemas de transporte de neutrones [3] .
Pero antes de que el ENIAC pudiera usarse por completo, tuvo que ser transportado y ensamblado en el Laboratorio de Investigación Balística del Ejército de EE. UU. [4] . Fue durante esta pausa de ENIAC que a Fermi se le ocurrió la idea de su dispositivo analógico. Trajo a un colega para crear un instrumento que luego recibió el nombre de FERMIAC (similar a ENIAC, pero con la atribución de Fermi). El dispositivo ha estado en uso durante aproximadamente dos años.
FERMIAC está en exhibición en el Museo de Ciencias de Bradbury en Los Álamos [5] .
En 2015, se creó una copia exacta del dispositivo en el Museo Enrico Fermi Storico della Fisica e Centro Studi e Ricerche [6] . Una demostración del dispositivo recreado está disponible en formato PDF [7] .