Сообщество исследователей в области физики высоких энергий (ФВЭ) стало первым в EGEE, где началась эксплуатация приложений, и является крупнейшим пользователем грид-инфраструктуры EGEE. Главными пользователями являются четыре эксперимента в CERN: в день они выполняют свыше 20 тыс. заданий и ежегодно производят многие сотни терабайтов данных. В других больших экспериментах – BaBar, CDF, H1, ZEUS и D0 – также применяются грид-технологии: в этих экспериментах в инфраструктуре EGEE ведётся обычная обработка физических данных.
Поскольку по своей природе приложения для ФВЭ предъявляют очень высокие требования к инфраструктуре EGEE, они очень сильно способствует улучшению сервисов EGEE и выработке принципиальных подходов к их развитию. Это относится ко всем сервисам – от документации и поддержки пользователей до разработки промежуточного программного обеспечения (ППО). Кроме того, в ходе экспериментов в ФВЭ создаются ценные компоненты ППО, которые можно считать прототипами для всего сообщества пользователей грид-технологий. Опыт пользователей, представляющих ФВЭ, доступен всем остальным пользователям гридов EGEE. Область приложений ФВЭ является одной из движущих сил внутри EGEE; очень сильно содействует прогрессу грид-технологий сотрудничество между представителями разных областей науки.
Эксперименты на Большом Адронном Коллайдере (LHC)
LHC – новый коллайдер частиц, создающийся сейчас в CERN (Европейской организации ядерных исследований) в Женеве, Швейцария. На нём готовятся четыре эксперимента: ALICE, ATLAS, CMS и LHCb. Они используют грид-ресурсы как проекта EGEE, так и родственных ему проектов, например, OSG в США и NDGF в Европе. В результате будет создана распределённая по всему миру среда для обработки физических данных средствами промышленного уровня. Применение инфраструктуры EGEE уже приняло массовый характер и стало обычной практикой. Разработка научной программы экспериментов на LHC теперь в огромной мере основывается на применении инфраструктуры EGEE. Сопутствующим результатом является тот факт, что в ходе этой деятельности проверяется устойчивость инфраструктуры к стрессовым нагрузкам, что особенно важно для подготовки к пуску LHC в 2007 г.
С самого начала EGEE образовал стратегический альянс с проектом LHC Computing Grid (LCG), который направлен на создание необходимых компьютерных мощностей, требуемых для обработки этих данных. Этот альянс обеспечил большое количество ресурсов для начальной инфраструктуры EGEE, также как и четыре приложения, представляющие четыре эксперимента LHC.
У каждого эксперимента – свои физические цели, но во всех надо вести крупномасштабное моделирование событий, которые будут регистрироваться при реальном столкновении высокоэнергетичных пучков протонов или тяжёлых ионов.
- ALICE (A Large Ion Collider Experiment – "Эксперимент на большом ионном коллайдере") – эксперимент по изучению физики сильных взаимодействий при сверхвысоких плотностях, где ожидается образование нового состояния вещества: кварк-глюонной плазмы.
- В эксперименте ATLAS (A Toroidal LHC ApparatuS – "Тороидальная установка на LHC") будут изучаться глубинные основы строения вещества и фундаментальные силы, сформировавшие Вселенную.
- CMS (Compact Muon Solenoid) – детектор для новых исследований, в ходе которых будет предпринята попытка обнаружить бозон Хиггса и доказательства суперсимметрии.
- LHCb (The Large Hadron Collider Beauty Experiment) – эксперимент по изучению нарушения симметрии заряда и чётности. Этот эффект может являться причиной неравновесия между веществом и антивеществом при рождении Вселенной.
В каждом эксперименте LHC используется своя среда из многих гридов, сложившаяся на основе предыстории эксперимента и его ограничений. В двух крупнейших экспериментах LHC – ATLAS и CMS – участвуют около 200 институтов; значительная часть этих ресурсов находится в США. В обоих экспериментах в дополнение к EGEE использовался проект GRID3 и были созданы рабочие интерфейсы к этим гридам. В эксперименте ATLAS используется также NorduGrid. В экспериментах ALICE и LHCb ещё до EGEE была разработана собственная распределённая технология, подобная гридам, в системах ALiEn и DIRAC. Эта технология управления данными и заданиями до сих пор частично задаёт направление развития программного обеспечения gLite.
В проекте ARDA (A Realization of Distributed Analysis for LHC – реализация распределённого анализа для LHC) разработаны прототипы систем анализа, у которых есть интерфейс с промежуточным программным обеспечением gLite, благодаря чему в физике высоких энергий можно будет перейти к обработке данных отдельными пользователями. Это – децентрализованное использование гридов сотнями отдельных пользователей в противоположность десяткам руководителей работ
Приложения для ФВЭ помимо LHC
Другие эксперименты в области ФВЭ, использующие инфраструктуру EGEE, уже находятся в стадии сбора данных. Физические исследования в них ведутся на самом современном уровне, и там возникнут те же задачи, с которыми столкнётся и LHC. Кроме того, они интересны для проекта EGEE, поскольку гриды в них применяются не так, как на LHC, или так, как на LHC их только предстоит применять. Сбор данных в этих экспериментах ведётся уже несколько лет, поэтому в них налажена вся последовательность обработки данных, и физические результаты выдаются регулярно. Вот некоторые из этих экспериментов:
- BaBar – эксперимент на Стэнфордском линейном ускорителе в Калифорнии. Цель – изучение нарушения заряда и чётности в распаде B-мезонов.
- CDF (Collider Detector at Fermilab – "Коллайдерный детектор в Фермилабе") – идентификация и изучение свойств частиц, из которых состоит Вселенная, и изучение сил и взаимодействий между ними.
- D0 – эксперимент на коллайдере "Теватрон" в Национальной ускорительной лаборатории им. Ферми (Фермилаб) в Батавии (штат Иллиноис, США), в котором на субатомном уровне ведётся поиск указаний на характер "стандартных блоков", образующих Вселенную.
- H1 и ZEUS – детекторы на электрон-протонном коллайдере HERA в DESY (Гамбург, Германия), где изучаются реакции между частицами для более глубокого понимания фундаментальных частиц и сил природы.
Во всех этих случаях EGEE уже продемострировал, что может соответствовать требованиям больших и распределённых научных сообществ с повышенными запросами к мощности доступных компютерных ресурсов и объёмам памяти. Успешная поддержка приложений ФВЭ стала наглядным примером в демонстрации преимущества подключения к инфраструктуре EGEE для других научных сообществ.
Статистика сайта