SIMION

SIMION es un programa de simulación de óptica de iones que calcula campos eléctricos para electrodos de voltajes definidos y trayectorias de iones en esos campos. [1]

El programa fue desarrollado a fines de la década de 1970 por Don C. McGilvery en la Universidad La Trobe , Melbourne, Australia, como parte de su doctorado. research [2] trabajando con James Morrison, y luego fue adaptado para computadoras personales en 1985 por David A. Dahl en el Laboratorio Nacional de Ingeniería y Medio Ambiente de Idaho . [3] Con Richard Morrison en la Universidad de Monash, McGilvery desarrolló una versión Macintosh de SIMION, conocida como MacSIMION. En reconocimiento a la importancia de su trabajo, McGilvery y Dahl compartieron el Premio a la Contribución Distinguida de la Sociedad Estadounidense de Espectrometría de Masas en 1998. [4]

SIMION 8.0 se lanzó inicialmente en 2006. La versión actual es SIMION 8.1, lanzada en agosto de 2011; actualizaciones menores se lanzan continuamente.

SIMION 3D es un programa de simulación de óptica iónica ampliamente utilizado en muchas ramas de la física. En SIMION, los campos electrostáticos se pueden modelar como soluciones de problemas de valores límite de una ecuación diferencial parcial elíptica llamada ecuación de Laplace . El método específico utilizado en SIMION para resolver esta ecuación es un método de diferencias finitasllamado exceso de relajación. Esta técnica se aplica a una matriz de potencial tridimensional (PA) de puntos que representan regiones de electrodos y no electrodos. El objetivo es obtener una mejor estimación de los voltajes para los puntos entre los electrodos. La matriz tridimensional se elige para que tenga simetría cilíndrica o plana o ninguna simetría. La ecuación de Laplace tiene la conveniente propiedad de que su solución es la suma de la contribución de cada electrodo. Por lo tanto, después de que se haya encontrado la matriz de campo eléctrico una vez por iteración, se pueden cambiar los voltajes de los electrodos individuales y se obtienen inmediatamente los nuevos campos.

Cuando se han obtenido los campos eléctricos, se pueden calcular las trayectorias de las partículas cargadas en estos campos. Los cálculos de trayectoria de partículas son el resultado de tres cálculos interdependientes. Primero, las fuerzas electrostáticas deben calcularse en la posición actual del ion. Estas fuerzas se utilizan luego para calcular la aceleración del ion actual y luego mediante técnicas de integración numérica para predecir la posición y la velocidad del ion en el siguiente paso de tiempo. Además, el paso de tiempo en sí se ajusta continuamente para maximizar la precisión de la trayectoria. Se utiliza un método estándar de Runge-Kutta de cuarto orden para la integración numérica de la trayectoria de iones en tres dimensiones.


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