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

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)

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

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

> 1 GeV (elektronlar) NASIL GÖZLEYECEĞİZ? Bir cismi incelemek için gönderilecek ısığın dalgaboyu cismin boyutlarından küçük olmalı > 1 GeV (elektronlar) ? Kuarklar 0.1 GeV (elektronlar) 10-15 Nükleon 0.01 GeV (alfa par.) 10-14 Çekirdek 0.0001GeV(elektronlar) 10-10 Atom Işınım Enerjisi Boyut Nesne Yüksek enerjilere ulaşmak için hızlandırıcılara ihtiyaç vardır “elektronik gözler”

TEMEL YAPITASLARI

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?

CERN NEDİR? www.cern.ch Dünyanın en büyük Parçacık Fiziği ve Hızlandırıcı Laborauvarı

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

CERN NEREDE? CERN LHC SPS Fransa İsviçre Cenevre Havaalanı Cenevre

CERN ÜYELERİ

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

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

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

LARGE HADRON COLLIDER LHC NEDİR?

LHC’DE ÇARPIŞMALAR

LHC 2007’YE HAZIRLANIYOR…

CMS NEDİR?

CMS’İN ENİNE GÖRÜNÜMÜ Enine Görünüm

CMS İNŞAAT ALANI

CMS’İN MONTAJI

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

ATLAS NEDİR?

ATLAS Deney Bölgesi

ATLAS Dedektörü (24 Şubat 2007)

ATLAS Tarafından Algılanan İlk Kozmik Olaylar

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

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.

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:

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

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

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

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!

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

LCG – LHC Computing Grid Projesi –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. Bir fizik çalışma grubu için grid Tier3 fizik Bölümü    Desktop Almanya Tier 1 ABD İngiltere Fransa İtalya Taipei? CERN Tier 1 Japonya CERN Tier0 Tier2 Lab a Uni a Lab c Uni n Lab m Lab b Uni b Uni y Uni x Bölgesel bir grup için grid