CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve LCG (LHC Computing Grid) Projesi

Transkript

1 CERN'deki Büyük Hadron Çarpıştırıcısı ve LCG (LHC Computing Grid) Projesi Gülsen Önengüt Çukurova Üniversitesi, Fizik Bölümü CERN, Compact Muon Solenoid (CMS) Deneyi 2. Ulusal Grid Çalıştayı, 1 Mart 2007, TÜBİTAK

2 PROGRAM Parçacık Fiziği CERN (European Organization for Nuclear Research) LHC (Large Hadron Collider) CMS (Compact Muon Solenoid) ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS) LCG (LHC Computing GRID)

3 PARÇACIK FİZİĞİ Maddenin temel yapıtaşları nelerdir? Bu yapıtaşlarının davranışlarını en temel düzeyde kontrol eden kuvvetler nelerdir?

4 STANDART ` MODEL Yapıtaşları: Kuarklar ve leptonlar ( üç aile) Temel Etkileşmeler: Kuvvetli etkileşme Elektromanyetik etkileşme Zayıf etkileşme Kütleçekimi (SM dışında)

5 NASIL GÖZLEYECEĞİZ? Bir cismi incelemek için gönderilecek ısığın dalgaboyu cismin boyutlarından küçük olmalı Nesne Boyut Işınım Enerjisi Atom GeV(elektronlar) Çekirdek GeV (alfa par.) Nükleon GeV (elektronlar) Kuarklar? > 1 GeV (elektronlar) Yüksek enerjilere ulaşmak için hızlandırıcılara ihtiyaç vardır elektronik gözler

6 TEMEL YAPITASLARI

7 PARÇACIK FİZİĞİNDE AÇIK SORULAR -Parçacık kütleleri nereden geliyor? Higgs bozonu var mı? -Süpersimetri var mı? Evrendeki karanlık maddeden nötralino mu sorumlu? -Parçacık-Antiparçacık simetrisi nasıl kırılıyor? -Maddenin yeni bir şekli (kuark-gluon plazması) var mı? -Temel yapıtaşlarının da bir altyapısı var mı? -Sadece 3 kuark-lepton ailesi mi var?

8 CERN NEDİR? Dünyanın en büyük Parçacık Fiziği ve Hızlandırıcı Laborauvarı

9 CERN NEREDE? Mt.Blanc, 4810 m Leman Gölü Cenevre LHC Halkası

10 CERN NEREDE? CERN LHC SPS İsviçre Cenevre Havaalanı Cenevre Fransa

11 CERN ÜYELERİ

12 CERN DE NELER VAR? Parçacık fiziğinin özel aygıtları: HIZLANDIRICILAR, parçacıkları çok yüksek enerjilere hızlandırıp birbirleriyle çarpıştıran çok büyük makineler DETEKTÖRLER, Hızlı parçacıklar çarpıştığında oluşan parçacıkları kaydeden çok büyük aygıtlar

13 CERN den çıkan bir yan ürün: WWW? World Wide Web, dünyanın her tarafına dağılmış olarak çalışan parcaçık fizikçilerinin bilgi iletişimini kolaylaştırıp hızlandırmak amacıyla burada keşfedildi! Tim Berners-Lee

14 LHC NEDİR? LHC 7 şer TeV lik enerjiye sahip iki proton demetini çarpıştıracak. En yeni süperiletken teknolojisini kullanarak mutlak sıfırın hemen üstünde 2710C de çalışacak., 27 km lik çevresiyle dünyadaki en büyük süperiletken uygulaması olacak. LHC 2007 de çalışmaya başlayacak Dedektörleri birer saray büyüklüğünde olan dört deney: ALICE ATLAS CMS LHCb

15 LARGE HADRON COLLIDER LHC NEDİR?

16 LHC DE ÇARPIŞMALAR

17

18 LHC 2007 YE HAZIRLANIYOR

19 CMS NEDİR?

20 CMS İN ENİNE GÖRÜNÜMÜ Enine Görünüm

21 CMS İNŞAAT ALANI

22 CMS İN MONTAJI

23 CMS KOLLABORASYONU 2000 Fizikçi ve Mühendis 37 Ülke 155 Enstitü(Türkiye den BÜ,ÇÜ,ODTÜ)

24 ATLAS NEDİR?

25 ATLAS Deney Bölgesi

26 ATLAS Dedektörü (24 Şubat 2007)

27 ATLAS Tarafından Algılanan İlk Kozmik Olaylar

28 ATLAS KOLLABORASYONU ATLAS kollaborasyonunda, 35 ülkeden 150 üniversite ve laboratuvardan katılan toplam 1800 fizikçi (bunların 400 ü öğrenci) bulunmaktadır. Türkiye den Ankara

29 LHC DE VERİ ANALİZİ Parçacık çarpışması = Olay Fizikçinin amacı oluşan bütün parçacıkları algılayıp, ölçerek olayın tam bir rekostrüksiyonunu sağlamaktır. Tüm izler arasındaki özel desenler in varlığı ilginç etkileşmelerin işaretidir. Higgs bozonunu keşfetmenin bir yolu 4 müonun çıktığı özel bir bozunum desenidir.

30 LHC DE VERİ ANALİZİ Bu olaylar kümesinden başlayarak Seçicilik: 1013 te 1 Bin dünya nüfusunda 1 kişiyi veya 20 milyon saman yığınında 1 iğneyi aramak gibi Bu imza yı arıyoruz:

31 LHC VERİLERİ 1 Gigabit (1GB) = 1000MB A DVD filmi Saniyede 40 milyon olay Filtrelemeden sonra saniyede 100 ilginç olay 1 Terabit (1TB) = 1000GB Dünyanın yıllık kitap üretimi Her olayda bir megabitlik dijital veri = 0.1 Gigabit/s lik veri kayıt hızı 1 Petabit (1PB) = 1000TB Bir LHC deneyinin yıllık veri üretimi Yılda 1010 olay kaydı = 10 Petabit/yıllık veri üretimi 1 Exabit (1EB) = 1000 PB Dünyanın yıllık bilgi üretimi ALICE CMS LHCb ATLAS

32 LHC VERİLERİNİN SAKLANMASI LHC verileri yılda yaklaşık 20 milyon CDyi dolduracak! Deneyler bu verileri nerede saklayacak? Balon (30 Km) 1 yıllık LHC verisini içeren CD sütunu! (~ 20 Km) Concorde (15 Km) Mt. Blanc (4.8 Km)

33 LHC VERİLERİNİN ÇÖZÜMLENMESİ LHC verilerinin çözümlenmesi için günümüzün en hızlı PC işlemcilerinden ~ 100,000 tanesine ihtiyaç vardır! Deneyler bu bilgiişleme kapasitesini nereden bulacak?

34 CERN Bilgiişlem Merkezi ~2,000 mikroişlemci ~100 TBitlik disk alanı ~1 PB of manyetik teyp Performans ve maliyette ilerleyen teknolojinin getirceği gelişmelerle bile CERNin LHCnin ihtiyacı olan kapasiteyi sağlaması mümkün değil!

35 LHC İÇİN BİLGİİŞLEME Problem: CERN kendibaşına gerekli kaynakların ancak bir kesrini sağlayabilir Çözüm: Bilgiişlem merkezleri birbirine bağlanarak tüm dünyadaki parçacık fizikçilerinin bilgiişlem kaynaklarını birleştirmeli! Avrupa: 267 enstitü 4603 kullanıcı Diğer yerlerde: 208 enstitü 1632 kullanıcı

36 LCG LHC Computing Grid Proje si nedir Kollaborasyon LHC Deneyleri ~200 bilgiislem merkezi 12 buyuk merkez (Tier 0, Tier 1) 38 Tier 2 merkezi ~40 ulke EGEE, OSG, Nordugrid Gridleri Seçimler Grid teknolojisi kullan. Tier hiyerarşisi kullan. PClerde Intel işlemciler LINUX işletim systemi. Hedef Deneylerin LHC detektörlerinden gelen verileri çözümlemesine yardımcı olacak bilgiişleme ortamını hazırlamak. Lab m Uni x Bölgesel bir grup için grid CERN Tier 1 Lab a İngiltere ABD Tier3 fizik Bölümü γ İtalya α CERN Tier0 Uni y Desktop Uni n Japonya Taipei? Almanya Lab b β Fransa Tier 1 Tier2 Uni a Uni b Lab c Bir fizik çalışma grubu için grid

37

38