私の下の子は6歳で、新世紀の少年です。 彼はおとぎ話には興味がありません。 彼が魅力的だと思うのは物理学です。 特に素粒子物理学に興味があるようです。 CERNの大型ハドロン衝突型加速器に夢中で、ブライアン・コックスのTEDトークも見ています。 特に、LHCで何が問題だったのかについて話すものがあり、それが彼のお気に入りです。 最後にブライアン・コックスが、「小さな粒子を光の速さで衝突させることで、宇宙の構成要素を発見しようとしている」と言うからでしょう。 だから、レオンが虹を見るとき、その先には金塊があるのではなく、粒子が衝突して宇宙の構成要素が明らかになることを想像しているのだと思います。

パーティクルトラッキング（光の用語ではレイトレーシング）は、公平に見て、光とその熱効果をシミュレートする非常に優れた方法です。 光は分散し、反射し、屈折し、接触した物体に熱効果を与えます。 屈折は光の非常に重要な特性であり、虹を含むいくつかの自然な光学現象にも関与している。 ですから、虹の先に金の壺があるとすれば、それは確かに熱いものなのです。

Simcenter STAR-CCM+ 2019.3では、屈折モデリングを用いた表面フォトンモンテカルロ（PMC）レイトレーシング法に基づく新しい確率的放射熱エネルギー（RTE）ソルバーをリリースしています。 PMCは、間違いなくRTEのための最も正確な方法です。 したがって、新しい（PMC）ソルバーは、高精度で非常に効率的であり、屈折と反射の効果をモデル化しているため、ヘッドランプのアプリケーションに適しています。 屈折をモデル化する他の唯一の放射モデルである離散座標モデル（DOM）との比較では、新しいPMCモデルはDOMよりも効率的で、より正確に屈折を予測することができます（比較画像をご確認ください）。

屈折とは、ある媒体から別の媒体へ通過する光の方向、または媒体内の緩やかな変化によるもので、屈折は、光の方向が変化することです。 ヘッドランプの場合、これはヘッドランプのプラスチック、またはその中の空気であることもあります。 屈折は、熱的安全性を考える上で重要です。 光によってホットスポットが発生する場所を予測するためには、光がどのように屈折するのかを知る必要があります。 そうすることで、LEDや太陽からの熱負荷を適切に考慮することができます。 ヘッドランプには、外装のプラスチックだけでなく、複数の放射線を出す素材があるため、光が屈折して特定の場所にホットスポットができ、その熱でヘッドランプが損傷する可能性があります。 なぜそれが重要なのか？ いくつか例を挙げてみましょう。

例1：バルブは、キセノンランプの場合など、光学レンズによってカバーレンズにホットスポットが発生します。 このホットスポットは、屈折が存在する場合（現実世界またはモデル化された）、一般的に高温になり、したがって、その種のシステムにとって重要です。

例2：太陽光（照射）は光学レンズ（例：キセノンランプ、LEDライト）により束ねられ、ダメージを与える可能性のある表面の近くに焦点位置が存在します。 新しい表面PMCモデルにより、これらのホットスポットを正確に予測し、適切な場所に遮熱板を設置することで設計を修正し、より優れた耐久性のある設計を実現することができます。

ヘッドランプは非常に高価で、非常にデリケートです。 また、新しいデザインは透明であるため、美観もかなり重要な要素になります。 ヘッドランプメーカーが美観を保ちつつ、耐久性にも自信を持つには、ホットスポットを正確に予測する必要があります。

今日のアプリケーションはヘッドランプ照明ですが、医療（X線、MRIスキャン、放射線治療）、半導体製造、防衛などのアプリケーションでは、放射線特性の正確なモデリングが必要で、PMCは非常に魅力的なものです。

私の小さな科学者の話に戻りますが、虹と屈折の現実についてです。 彼の熱意を見るのはとても楽しいです。 先日、「大きくなったら、CERNの主席物理学者になるんだ」と言い出しました。 私はもちろん、「素敵ね、ダーリン！」と言いました。 次のブライアン・コックスになりたいの？ その答えに、私は涙を流して笑い、彼がまだ小さな子供であることを思い知らされた。 彼は、”No mummy, I rather keep my own name “と言ったのです。

「未来の小さな科学者のために」