LHC@home

Az LHC@Home  egy önkéntes számítástechnikai projekt a BOINC platformon , amelyet a CERN munkatársai ( franciául  Conseil Européen pour la Recherche Nucléaire ) szerveznek a Nagy Hadronütköztető megépítéséhez és üzemeltetéséhez szükséges számítások elvégzésére . Az önkéntesek által otthoni számítógépükön végzett számítások során a SixTrack programmal a töltött részecskék nyalábjának viselkedését szimulálják a gyorsító vezérlőmágnesek [1] rájuk gyakorolt ​​hatásának különböző paramétereihez . A számítások során figyelembe vették annak lehetőségét, hogy Garfield és ATLAS számítási modulokat adjunk a projekthez, hogy szimulálják a protonnyalábok ütközését detektorokban, de ezek soha nem valósultak meg (legalábbis a BOINC platformon) [2] . A kapott kísérleti adatok feldolgozására az LHC@home projekt felhasználásának lehetőségét is mérlegelték, azonban a fő nehézségek a távoli számítógépekre való átvitelhez szükséges nagy mennyiségű információval (több száz gigabájt ) kapcsolatosak [ 3] . Erre a feladatra az LCG rácsrendszer kényelmesebb .

A projekt egy elosztott számítástechnikai menedzser ( eng.  BOINC Manager ) irányítása alatt fut, a háttérben számításokat végez, és időnként internetkapcsolatra van szükség az új feladatok fogadásához és a számítási eredmények elküldéséhez.

A projekten belüli számítások a BOINC platformon 2004 szeptemberében kezdődtek [4] . Kezdetben a projektben résztvevők száma korlátozott volt, és elérte az 1000 főt, majd ezt a számot többször megnövelték, és ennek eredményeként végül törölték. 2010. június 5-ig 182 országból több mint 99 000 felhasználó (254 000 számítógép ) vett részt a projektben. A 2009 februárja és 2011 szeptembere közötti időszakban rendkívül ritkán adtak ki megbízást, 2011. szeptember 19-től a megbízások kiadása újraindult [4] . 2011 márciusában indult el az LHC@Home 2.0 (Test4Theory) projekt, melynek célja a protonnyaláb ütközések szimulálása.

Sixtrack

A program 60 részecske mozgását szimulálja a gyorsítógyűrű mentén 1 000 000 cikluson keresztül, ami kevesebb, mint 10 másodpercnek felel meg a nyalábok gyorsítóban való tartózkodásának valós idejéből [5] . A program indításának többszöri megismétlésével kiválasztható a mágnesek paramétereinek olyan konfigurációja, amelyben a sugár stabil marad a gyorsítógyűrű mentén történő mozgás során (stabil periodikus, nem kaotikus pályával rendelkezik). A szimuláció során kapott adatokat arra használjuk, hogy elkerüljük azokat a helyzeteket, amelyekben a részecskenyaláb instabillá válhat a valós kísérletek során (ami a legjobb esetben is gyors helyi hőmérséklet-emelkedéshez vezethet, aminek következtében a mágnesek szupravezetőből átalakulhatnak normális, majd a sugár leesése és a gázpedál leállítása több órára, és a legrosszabb esetben egyes detektorok meghibásodásáig) [6] . A szimuláció során figyelembe lehet venni az elektromágneses kölcsönhatások hatásait a nyalábok összetételében a nyalábok mozgása során ( kollektív instabilitások ), valamint a detektorokban bekövetkező ütközéseket ( angol  Beam-beam effect ) , amelyek nélkül nem lehet növelni a nyalábok összetételét. egy nyalábban lévő kötegek száma, egy kötegben lévő töltött részecskék száma, illetve az ütköző egészének fényessége.  

Fejlesztéstörténet [7]

A SixTrack-et Frank Schmidt fejlesztette ki[ mikor? ] ( Eng.  Frank Schmidt ) a DESY elektron-pozitron ütköztető nyalábjainak modellezésére korábban kifejlesztett program alapján [8] . 2003-ban Eric McIntosh és Andreas Wagner a  CERN informatikai részlegétől elkezdték tesztelni a Compact Physics Screen Saver (CPSS) képernyővédőt , amely a SixTrack programot futtatta a háttérben a CERN alkalmazottai számítógépén. 2004 januárjában Ben Segal és François Gray azzal az ötlettel állt elő , hogy népszerűsítsék az elosztott számítástechnika ötletét, hogy megismertessék a nagyközönséggel a CERN előtt álló számítási kihívásokat. Kicsit később, Dave Andersennel ( eng. Dave Anderson ), a SETI Intézet igazgatójával együttműködve Christian Søttrup ( eng. Christian Søttrup ) és Jakob Pedersen ( eng. Jakob Pedersen ) hallgatók segítségével, akik akkoriban mesterdolgozatok írásán dolgoztak , Ben Segal vezetésével megkezdődött a számítási modul adaptálása a születőben lévő BOINC platformhoz [9] ( kicsit később Karl Chen hallgató csatlakozott a fejlesztőcsapathoz ). Yasenko Zhivanov ( eng. Jasenko Zivanov ) diák fejlesztette ki a grafikai részt. Kalle Happonen és Markku Degerholm finn hallgatók létrehozták a projekt szerveroldalát , amely 2004 szeptemberéig 25 gép alfa- és béta tesztelését tette lehetővé, először a CERN részeként, majd a tapasztalt BOINC felhasználók bevonásával, ami végül megnövelte a projektek számát. 6000 aktív projektrésztvevő.            

2006 novemberében a projekt irányítását a CERN-en kívülre, a Londoni Egyetemre helyezték át , majd 2011 augusztusában a projekt ismét visszakerült a CERN-hez.

LHC@Home 2.0 (Test4Theory)

Jelenleg létezik egy LHC@home 2.0 projekt is, amely mindenki számára nyitott [10] . A projekt célja protonnyalábok ütközésének szimulálása a kapott kísérleti és modelladatok utólagos összehasonlítása és az eltérések azonosítása céljából. A projekt magában foglalja az „ Új fizika ” lehetséges megnyilvánulásainak szimulációit is a standard modellen kívül [11] .

A projekt működéséhez a BOINC Manager programon kívül szükség van a VirtualBox virtuális gépre is, amelyen elindul a Scientific Linux operációs rendszer és elvégzik a megfelelő számításokat.

ATLAS@Home

Szintén 2014 júniusában indult útjára az ATLAS@Home projekt , melynek célja, hogy az LCG grid mellett az azonos nevű ATLAS detektor keretein belül is szimulálja a részecskeütközéseket .

Tények

• A különféle hardverplatformokon futó számítási kód fejlesztése során a programozók különböző hibákkal találkoztak az exponenciális és logaritmusfüggvények kiszámításakor , és ennek eredményeként a feladat érvényesítésében. Így a projekt számítási kódja egyfajta teszt lehet az IEEE 754 szabványnak való megfelelésre a különféle hardverplatformok és fordítók esetében [5] .

Lásd még

• A nagy hadronütköztető
• Önkéntes számítások
• BOINC

Jegyzetek

1. ↑ Elemek: LHC mágneses rendszer
2. ↑ LHC@home Archiválva : 2010. október 2.
3. ↑ LHC@home
4. ↑ 1 2 BOINCstats | LHC@Home - Hitel áttekintése Archiválva : 2006. július 19.
5. ↑ 1 2 Numerikus szimulációk
6. ↑ Fiz. Fordulat. ST Accel. Beams 13, 061002 (2010): Sugárral kapcsolatos gépvédelem a CERN nagy hadronütköztetővel végzett kísérleteihez
7. ↑ SixTrack előzmények az LHC@home-ban
8. ↑ LHC@home Archiválva : 2010. október 2.
9. ↑ Fat Bat honlap
10. ↑ Elemek: Az LHC@home 2.0 projekt megnyílik a nyilvánosság számára Archiválva : 2011. szeptember 12.
11. ↑ Nagy energiájú fizikai szimulációk | LHC@home 2.0

Linkek

• Projektek listája a BOINC platformon
• Minden orosz csapat  (elérhetetlen link)
• Minden orosz résztvevő  (elérhetetlen link)
• A projekt fő helyszíne
• A projekt leírása a boinc.ru oldalon
• A projekt hivatalos oldalainak fordítása
• A projekttel kapcsolatos gyakran ismételt kérdések fordítása
• Információ az LHC gyorsító építési folyamatáról
• McIntosh E., Schmidt F., de Dinechin. F. Massive Tracking On Heterogeneous Platforms // 9th International Computational Accelerator Physics Conference (ICAP), 2006. október
• Herr Werner; Kaltchev D. I.; McIntosh E.; Schmidt F. Nagy léptékű nyaláb-nyaláb szimulációk a CERN LHC-hez elosztott számítási erőforrások felhasználásával // 10th European Particle Accelerator Conference, Edinburgh, UK, 2006. június 26–30., 526.

A projekt megvitatása a fórumokon:

• elosztott.ru
• boinc.ru