Begivenhedsbaseret dataindsamling beriger forskning om neutronspredning og udvikling af nye produkter

Forskere, der bruger neutronspredningsmetoder til at se på materialers adfærd under stress eller under faseændringer og kemiske reaktioner, kan se processer fra nye vinkler ved hjælp af hændelsesbaserede data. Forståelse af faseændringer og kemiske reaktioner er afgørende for design af næste generations forbrugsvarer, f.eks. Bedre batterier, kraftigere elektroniske enheder, biler med forbedret brændstofeffektivitet, og sikrere, mere effektive medicinske anvendelser.

Hændelsesbaserede dataindsamlingsmetoder-hvorved data indsamles gennem en proces med intervaller på kun brøkdele af et sekund-hjælper forskere med lettere at finde ud af, hvornår der sker en faseændring, når enkelte dele af en kemisk reaktion finder sted, eller når et materiale, hvorpå en kraft påføres, viger.

Traditionelle metoder tillader derimod kun forskere at bekræfte, at en faseændring, kemisk reaktion, eller pause fandt sted, fordi data indsamles ved afslutningen af ​​et eksperiment. Dette begrænser forskernes evne til at drage konklusioner om, hvordan en proces udspiller sig over tid.

Pete Peterson, Andrei Savici, og Wenduo Zhou, alle software forskere med Neutron Sciences Directorate's Spallation Neutron Source, ønsker at anspore til vedtagelse af hændelsesbaserede dataindsamlingsteknikker blandt alle SNS-brugere, ikke kun de specialister, der bruger dem nu.

Peterson sammenligner begivenhedsbaseret dataindsamling med at indsamle oplysninger om mennesker, når de kommer ind i en koncertsal. "I stedet for at vente, indtil alle mennesker er i koncertsalen, du kan optage dem, mens de går ind, "sagde Peterson." Du vil stadig indsamle de samme oplysninger i alt, men metoden giver dig mulighed for at designe en hypotese, for eksempel, af, hvordan de udfylder, eller hvilken demografi der kommer tidligt eller sent. "

Begivenhedsbaserede metoder giver forskere vigtige yderligere fordele. Hvis et eksperiment mislykkes halvvejs, Savici sagde, data taget op til det punkt vil stadig være nyttige til at se på dele af processen.

Tidsafhængig dataindsamling kan også reducere mængden af ​​data, der er taget, og forkorte eksperimenttiden, gøre forskning mere effektiv. "Hvis du indsamler data hvert par sekunder eller minutter, du kan sige, 'Jeg har nok statistik nu. Jeg kan stoppe og måle noget andet, Sagde Savici.

Og med mere præcise dataresultater giver forskere mulighed for at designe stærkere opfølgningseksperimenter, fordi de er baseret på mere specifik information.

Papiret Peterson, Savici, og Zhou offentliggjort for nylig i Gennemgang af videnskabelige instrumenter fremhæver testcases, de brugte til at bevise effektiviteten af ​​hændelsesbaserede dataindsamlingsmetoder til en lang række neutronspredningsforsøg. De siger neutronspredningsforskning inden for områder som ingeniørdiffraktion, kemi, materialevidenskab, og kvantematerialer kan gavne.

Materialestudier giver et godt eksempel, Zhou sagde, af, hvordan hændelsesbaserede dataindsamlingsmetoder kan berige neutronspredningsforskning. "SNS -brugere kan anvende kraft på en legering for at strække den, indtil den når sit brydepunkt. Eksperimentet kan derefter skride frem til legeringen frakturer, mens neutrondata indsamles. Derefter kan de indsamlede hændelsesdata skæres i henhold til statistik eller kraftændring som havde brug for."

Meget af teamets forskning anvendes på Mantid, et internationalt samarbejde mellem neutronspredningsfaciliteter rundt om i verden, der understøtter højtydende computing og visualisering af materialevidenskabelige data.