Wetenschappers die neutronenverstrooiingsmethoden gebruiken om te kijken naar het gedrag van materialen onder stress of tijdens faseveranderingen en chemische reacties, kunnen processen vanuit nieuwe hoeken bekijken met behulp van op gebeurtenissen gebaseerde gegevens. Het begrijpen van faseveranderingen en chemische reacties is essentieel voor het ontwerpen van consumentenproducten van de volgende generatie, zoals betere batterijen, krachtigere elektronische apparaten, auto's met een verbeterd brandstofverbruik, en veiliger, effectievere medische toepassingen.

Op gebeurtenissen gebaseerde methoden voor het verzamelen van gegevens - waarbij gegevens gedurende een proces worden verzameld met tussenpozen van slechts een fractie van een seconde - helpen wetenschappers om gemakkelijker vast te stellen wanneer een faseverandering optreedt, wanneer afzonderlijke delen van een chemische reactie plaatsvinden, of wanneer een materiaal waarop een kracht wordt uitgeoefend, bezwijkt.

Traditionele methoden laten onderzoekers daarentegen alleen toe om te bevestigen dat een faseverandering, chemische reactie, of pauze heeft plaatsgevonden omdat aan het einde van een experiment gegevens worden verzameld. Dit beperkt het vermogen van wetenschappers om conclusies te trekken over hoe een proces zich in de loop van de tijd ontvouwt.

Piet Peterson, Andrei Savici, en Wenduo Zhou, alle softwarewetenschappers met Spallation Neutron Source van het Directoraat Neutron Sciences, de acceptatie van op gebeurtenissen gebaseerde technieken voor gegevensverzameling bij alle SNS-gebruikers willen stimuleren, niet alleen de specialisten die ze nu gebruiken.

Peterson vergelijkt het verzamelen van gegevens op basis van gebeurtenissen met het verzamelen van informatie over mensen die een concertzaal binnenkomen. "In plaats van te wachten tot alle mensen in de concertzaal zijn, je kunt ze opnemen terwijl ze binnenlopen, " zei Peterson. "Je zou in totaal nog steeds dezelfde informatie verzamelen, maar met de methode zou je een hypothese kunnen ontwerpen, bijvoorbeeld, van hoe ze invullen of welke demografie vroeg of laat komt."

Event-based methoden bieden onderzoekers belangrijke extra voordelen. Als een experiment halverwege mislukt, Savici zei, gegevens die tot dan toe zijn verzameld, zijn nog steeds nuttig om naar delen van het proces te kijken.

Tijdsafhankelijke gegevensverzameling kan ook de hoeveelheid gegevens verminderen en de experimenttijd verkorten, onderzoek efficiënter te maken. "Als u om de paar seconden of minuten gegevens verzamelt, u kunt zeggen, 'Ik heb nu genoeg statistieken. Ik kan stoppen en iets anders meten, ', zei Savici.

En met nauwkeurigere gegevensresultaten kunnen wetenschappers sterkere vervolgexperimenten ontwerpen omdat ze gebaseerd zijn op meer specifieke informatie.

De krant Peterson, Savici, en Zhou onlangs gepubliceerd in Beoordeling van wetenschappelijke instrumenten belicht testgevallen die ze gebruikten om de werkzaamheid van op gebeurtenissen gebaseerde methoden voor gegevensverzameling aan te tonen voor een breed scala aan neutronenverstrooiingsexperimenten. Ze zeggen onderzoek naar neutronenverstrooiing in gebieden zoals technische diffractie, scheikunde, materiaal kunde, en kwantummaterialen kunnen hiervan profiteren.

Materiaalstudies geven een goed voorbeeld, Zhou zei, van hoe op gebeurtenissen gebaseerde methoden voor het verzamelen van gegevens het onderzoek naar neutronenverstrooiing kunnen verrijken. "SNS-gebruikers kunnen kracht uitoefenen op een legering om deze uit te rekken totdat deze het breekpunt bereikt. Het experiment kan dan doorgaan totdat de legering breekt terwijl neutronengegevens worden verzameld. Vervolgens kunnen de verzamelde gebeurtenisgegevens worden gesneden volgens statistieken of verandering van kracht als nodig zijn."

Veel van het onderzoek van het team wordt toegepast op Mantid, een internationale samenwerking van faciliteiten voor neutronenverstrooiing over de hele wereld die high-performance computing en visualisatie van materiaalwetenschappelijke gegevens ondersteunt.