1 / 39

Ivo van Vulpen

Sheets gestolen van:. Jorgen D’Hondt (VUB - Brussel). Frank Linde, Els Koffeman en Jeff Templon (NIKHEF). Deeltjesfysica, CERN en GRID-computing. Ivo van Vulpen. NIKHEF = Nationaal Instituut voor Kern en Hoge Energie Fysica. Fundamenteel onderzoek:.

tamara-price
Download Presentation

Ivo van Vulpen

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Sheets gestolen van: Jorgen D’Hondt (VUB - Brussel) Frank Linde, Els Koffeman en Jeff Templon (NIKHEF) Deeltjesfysica, CERN en GRID-computing Ivo van Vulpen

  2. NIKHEF = Nationaal Instituut voor Kern en Hoge Energie Fysica Fundamenteel onderzoek: Bestuderen van de bouwstenen van de natuur (deeltjes) Bestuderen interactie tussen de fundamentele deeltjes (krachten)

  3. 0.00001 m 0.000000001 m 0.00000001 m structuur van atomen Thompson Rutherford Bohr

  4. ELEMENTAIRE DEELTJESFYSICA (INTRODUCTIE)

  5. Puntdeeltje met positieve lading ? Het proton ‘Kijken‘ met een electron

  6. -> Voor 1900 alleen deeltjes -> Na 1900 deeltje/golf dualiteit Deeltje of golf ? Hoe hoger de energie, hoe kleiner de golflengte

  7. proton = 10-15 m=1*109 eV = 1 GeV BRON Radio zenders Televisie zenders GSM Magnetron Radar Infrarood Ultraviolet Rontgen Gamma straling Kosmische straling Frequentie Golflengte Energie (MHz) (meter) (eV) 1 100 1 1000 0,1 10000 0,01 100000 0,001 100000000 0,000001 1 1000000000 0,0000001 10 1000 1000000 10000000000

  8. Proton blijkt opgebouwd uit quarks Golflengte bepalend voor resolutie In het proton ‘kijken’

  9. 10-11 m 10-15 m 10-14 m structuur v/d materie

  10. proton neutron proton = uud neutron = udd Massa = 938 MeV Massa = 939 MeV Lading = +1 Lading = 0 Levensduur = ∞ Levensduur = 900 s

  11. Elementaire deeltjes Mediatoren van krachten NB: Gravitatie niet bevat in Standaard Model (geen quantumtheorie)

  12. Veel open vragen die het Standaard Model niet beantwoordt: • Kan de zwaartekracht niet toetreden tot het Standaard Model ? • Wat is de oorsprong van de massa van de deeltjes ? (Higgs boson) • In hoeveel dimensies leven we ? • Hebben we nu echt de fundamentele elementaire deeltjes ? • Zijn er nieuwe symmetrieen in de natuur ? • Waarom zijn er slechts drie families van fermionen ? • Waarom is er meer materie dan anti-materie in ons universum ? • Zijn protonen stabiel ? • Wat is die donkere materie en donkere energie ? • Wat zullen we observeren bij nog hogere temperaturen of energiën ? • Waarom zijn de neutrino massa’s zo klein ? Nog veel vragen over

  13. ELEMENTAIRE DEELTJESFYSICA (DE LHC)

  14. CERN, Geneve

  15. de ‘Large Hadron Collider’ of LHC versneller s = 14 TeV botsen van protonen s = 14 TeVvanaf de zomer van 2007

  16. Hoezo ‘hoge’ energie ? Kinetische energie auto van 1000 kg die 180 km/uur rijdt: Glas cola levert bij verbranding 1 electron die potentiaalverschil van 1 V overbrugt: Kinetische energie mug 7 TeV = 1 mJ = 10-20 m Protonen in LHC: ‘s werelds krachtigste microscoop

  17. De CERN versnellertunnel s = 14 TeV Botsingen van protonen bij LHC 27 km lang, 100 m onder de grond

  18. De tunnel

  19. De Large Hadron Collider (eigenschappen) Door elk botsingspunt per seconde 600.000.000.000.000 particles each with an energy of 7.000.000.000.000 eV

  20. Wereldjaar van de fysica in 2005 : honderd jaar na zijn briljante jaar 1905

  21. Met een detector kunnen we de eigenschappen meten van de deeltjes die we produceren

  22. botsingen bestuderen (ATLAS detector)

  23. Een gat in de grond van ongeveer 100m diep…

  24. Een oude LEP detector

  25. Typische LHC deeltjes detector 20 m dwarsdoorsnede

  26. energiemeting hadron deeltjes (quarks) impuls en lading geladen deeltjes magneet energiemeting electro- magnetische deeltjes detectie en impulsmeting van muonen

  27. Een complexe puzzel Duizenden deeltjes: zoek 4 sporen die bijna rechtdoor gaan Nodig : een hoge resolutie sporendetector → NIKHEF bouwt mee

  28. April 2005

  29. COMPUTING ISSUES

  30. Pure data rate: Een van de vier LHC detectoren 40 MHz (40 TB/sec) online system multi-level trigger filter background reduce data volume level 1 - special hardware 75 KHz (75 GB/sec) level 2 - embedded processors 5 KHz (5 GB/sec) level 3 - PCs 100 Hz (100 MB/sec) 100 Mb/sec * ~107 sec per jaar data recording & offline analysis 1000 Tb = 1 Pb per jaar

  31. Data verwerking: het computing probleem: Een typische botsing • Event informatie op 3d-map • Reconstrueer paden door hits • Ken type deeltje toe per object • Vind de botsingen/ deeltjes die je zoekt • Naald in een hooiberg! • Dit event is een makkelijk voorbeeld ~ 90 s bezig per event !

  32. In: 100 nieuwe events per seconde = 0.01 sec/event Uit: Reconstructie en analyse = 90 sec/event Moore’s law: 2020 Ready in 2007 Dataverwerking: implicaties voor computing factor 9000 ‘mis’ Alleen al om ‘bij’ te blijven: Een computer die negen duizend keer snelleris of negen duizend computers.

  33. 4 LHC experimenten Elk event meerdere keren geanalyseerd Monte Carlo simulaties (~30 min per event) Benodigde CPU: • >1000 natuurkundigen analyseren subset in detail Rekenkracht: ATLAS @ LHC

  34. Benodigde opslagcapaciteit: Data Explosie: ATLAS @ LHC In 2010 dus … 120 duizend Tb!

  35. GRID COMPUTING

  36. Tier0 -> experiment zelf (10x) Tier1 -> bewaren alle ruwe data (NIKHEF/SARA) (30x) Tier2 -> user analyses LHC User Distribution + Grid: Verdeel rekencapaciteit en opslag over de wereld

  37. WWW Informatie lijkt lokaal Eigenlijk overal ter wereld Jij moet informatie vinden Open toegang Grids Rekenkracht en data lijken lokaal Eigenlijk overal ter wereld Taken automatisch gerund Zwaar beveiligd Privacy concerns Aanvallen voorkomen NIKHEF ATLAS groep: 80 jaar rekenwerk in 1 maand Het grid doet het nu al: NB: NIKHEF was weer #4 (+- 100 sites nu) Grid Computing similar to WWW ??

  38. Grid zoals ervaren door een van de 1500 ATLAS natuurkundigen: Input : Ik wil event 172436 tot 172536 uit run 1239 analyseren met ATLAs versie 10.0.2. Authentication en access: (Ivo van Vulpen is member of ATLAS virtual organisation and is allowed to acces this data and run on these computers for this amount of time and the bill will be sent to that person) Transparent: job runt op computers die de vereiste software hebben, bijv SLC3 met ATLAS version 10.0.2 and gcc compiler 3.2 met geheugen groter dan 1 Gb. Software die de node dichtst bij fysieke data file vindt om data transfer te voorkomen (Taiwan, VS, Oslo, NIKHEF) Output : Data file met histogrammen door mij op te halen van de computer waar de job gerund heeft.

  39. CONCLUSIES Elementaire deeltjesfysica. Fundamenteel onderzoek staat aan de rand van (weer) een grootschalige doorbraak. NIKHEF doet vooraan mee. Grids en wereld-wijde gedistribueerde computing Geinspireerd door grootschaligheid fundamenteel onderzoek. Werkt nu al. Meerdere grids en user communities (genetici, meteorologen, …). Enorme schaalvergroting nu! Meer informatie: Ivo.van.Vulpen@nikhef.nl

More Related