Ver el bosque a través de los árboles: los científicos de Brookhaven Lab desarrollan un nuevo enfoque computacional para reducir el ruido en los datos de rayos X

Los científicos de la Fuente Nacional de Luz de Sincrotrón II (NSLS-II) y la Iniciativa de Ciencias Computacionales (CSI) del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) han ayudado a resolver un problema común en los experimentos de rayos X de sincrotrón: reducir el ruido o información sin sentido presente en los datos. Su trabajo tiene como objetivo mejorar la eficiencia y la precisión de los exámenes de rayos X en el NSLS-II, con el objetivo de mejorar la experiencia de investigación general de los científicos en la instalación.

NSLS-II, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE, genera rayos X para estudiar una amplia variedad de muestras, desde posibles materiales nuevos para baterías hasta plantas que pueden remediar el suelo contaminado. Investigadores de todo el país y de todo el mundo acuden al NSLS-II para examinar sus muestras con rayos X, recopilando grandes cantidades de datos en el proceso. Una de las muchas técnicas de rayos X disponibles para los investigadores visitantes en NSLS-II es la espectroscopia de correlación de fotones de rayos X (XPCS). XPCS se usa típicamente para estudiar el comportamiento del material dependiente del tiempo que ocurre en la nanoescala y por debajo, como B. la dinámica entre y dentro de características estructurales tales como granos diminutos. Por ejemplo, XPCS se ha utilizado para estudiar el magnetismo en materiales computacionales avanzados y cambios estructurales en polímeros (plásticos).

Aunque XPCS es una técnica poderosa para recopilar información, la calidad de los datos recopilados y la gama de materiales que se pueden examinar están limitadas por el “flujo” del haz de rayos X XPCS. El flujo es una medida de la cantidad de rayos X que pasan a través de un área determinada en un momento dado, y un flujo alto puede introducir demasiado “ruido” en los datos y enmascarar la señal que buscan los científicos. Los esfuerzos para reducir este ruido han tenido éxito en ciertas configuraciones experimentales. Sin embargo, para algunos tipos de experimentos XPCS, lograr una relación señal/ruido más razonable es un gran desafío.

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