--------------------------------------------------------------------------------- Daniel Manzano Quantum Thermodynamics and Quantum Computation Group University of Granada Facultad de Ciencias, Av. Fuentenueva s/n Granada 18071, Spain Phone: +34 958241000 Ext: 20569 https://ic1.ugr.es/members/dmanzano/

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From: María Gómez Rocha Subject: [noticias] Seminario FAMN - 16/5/25 - Las hormigas de Monte Carlo Date: 14. May 2025 at 17:06:41 CEST To: noticias@listas.ugr.es

Estimados compañeros, El próximo viernes 16 de mayo, a las 10:15h se impartirá el siguiente seminario en el Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear, al que estáis invitados a asistir. Un cordial saludo, María Gómez Rocha —--------------------- Ponente. Antonio María Garví Espigares (Dpt. Física Atómica, Molecular y Nuclear, UGR)

Título. Las hormigas de Monte Carlo.

Resumen. La simulación Monte Carlo se ha convertido en una herramienta poderosa para resolver la ecuación de transporte de Boltzmann aplicada a la radiación en estructuras materiales complejas. Aunque en las últimas décadas ha alcanzado un alto grado de sofisticación, presenta el inconveniente de requerir tiempos de cómputo elevados.

Una forma de disminuir el tiempo de cálculo sin aumentar la incertidumbre de los resultados es el uso de técnicas de reducción de varianza. Desafortunadamente, no existen pautas generales para su aplicación, debido a la fuerte dependencia con las características específicas de cada problema.

No obstante, existe una metodología que, en determinados casos, permite simplificar el estudio geométrico que es necesario hacer antes de aplicar dichas técnicas: el algoritmo de colonias de hormigas. Este algoritmo, que ya ha sido aplicado con éxito en diversos problemas de baja estadística, se aplica ahora a dos nuevos ámbitos: la dosimetría física de haces de electrones y fotones, y la dosimetría clínica en tratamientos 3D-CRT y braquiterapia intersticial del cáncer de mama.

Se analizará el funcionamiento general del algoritmo, el enfoque de los problemas desde la perspectiva de la simulación Monte Carlo, la adaptación del algoritmo a cada caso y los resultados obtenidos.

Speaker. Antonio María Garví Espigares

Title. Monte Carlo´s ants.

Abstract. Monte Carlo simulation has become a powerful tool for solving the Boltzmann transport equation applied to radiation in complex material structures. Although it has reached a high degree of sophistication in recent decades, it has the disadvantage of requiring long computational times.

One way to decrease the computation time without increasing the uncertainty of the results is the use of variance reduction techniques. Unfortunately, there are no general guidelines for their application, due to the strong dependence on the specific characteristics of each problem.

However, there is a methodology that, in certain cases, allows simplifying the geometrical study that is necessary before applying such techniques: the ant colony algorithm. This algorithm, which has already been successfully applied to several problems of low statistics, is now applied to two new areas: physical dosimetry of electron and photon beams, and clinical dosimetry in 3D-CRT treatments and interstitial brachytherapy of breast cancer.

The general operation of the algorithm, the approach to the problems from a Monte Carlo simulation perspective, the adaptation of the algorithm to each case and the results obtained will be discussed.

-- Prof. María Gómez-Rocha Department of Atomic, Molecular and Nuclear Physics Universidad de Granada