Реклама

К всемирной сети обработки данных LHC подключено около 30 тыс. серверов с более чем 100 тыс. процессорных ядер10 сентября состоялся запуск самого масштабного в истории физического эксперимента. По большому адронному коллайдеру (Large Hadron Collider, LHC), строительство которого шло на протяжении двух десятилетий, был проведен первый протонный луч. Герметично закрытое кольцо самого большого и мощного в мире ускорителя заряженных частиц длиной в 27 километров расположено по обеим сторонам франко-швейцарской границы. Тестовый запуск ускорителя — лишь предвестник предстоящего вскоре научного эксперимента, в котором два луча частиц будут разогнаны навстречу друг другу до скорости в 99,9% скорости света.

Столкновение лучей породит каскад новых частиц. Это станет воспроизведением условий, существовавших в те мгновения, которые лишь на несколько моментов отстояли от появления Вселенной.

По мнению аналитиков, тестовый запуск коллайдера является важнейшей вехой на пути к главному эксперименту. А разобраться в потоке полученной информации ученым поможет всемирная сеть серверов и настольных систем.

«Эти эксперименты расширят пределы нашего понимания устройства Вселенной», — убеждена исполнительный директор сети Open Science Grid Рут Пордес. Open Science Grid была создана в 2005 году для поддержки проекта коллайдера: «Меня очень радует начало работы ускорителя. В течение двух предстоящих лет нашу сеть будут использовать тысячи физиков, работающих на LHC, чтобы совершать новые научные открытия. Для этого все и делается».

Профессор физического факультета Калифорнийского технологического института Харви Ньюмэн рассказал, что всего в мире к сети обработки данных LHC подключено около 30 тыс. серверов с более чем 100 тыс. процессорных ядер.

«Модель распределенных вычислений, нашедшая воплощение в концепции среды grid, чрезвычайно важна при обработке, хранении и доступе ко многим петабайтам данным, получаемым в ходе экспериментов, — пояснил Ньюмэн. — Координация распределения данных, совместной обработки и анализа данных мировым сообществом ученых, работающих с LHC, — это ключ к физическим открытиям. Ресурсы для этого могут обеспечить только совместные усилия всего мира».

Компьютерная инфраструктура крайне важна для работы ускорителя частиц. Сам он представляет собой подземный туннель, проходящий на глубинах от 50 до 150 метров. В трубе туннеля разгоняют и лоб в лоб сталкивают между собой лучи заряженных частиц одного типа (протоны или ионы). Движением лучей через вакуум, сравнимый с вакуумом открытого космоса, управляют сверхпроводящие магниты.

Как рассказывают в Европейском центре ядерных исследований, каждый луч состоит примерно из 3 тыс. пучков частиц. В каждом пучке около 100 млрд частиц. Хотя числа кажутся огромными, частицы на самом деле настолько малы, что шансы на столкновение их очень невелики. Но, поскольку лучи движутся по трубе длиной в 27 км почти со скоростью света, они будут пересекать путь друг другу примерно 30 млн раз в секунду, что, как ожидается, даст в результате около 600 млн столкновений частиц.

Если луч будет циркулировать по туннелю в течение 10 часов, он пройдет свыше 10 млрд км — расстояние до Нептуна и обратно.

Согласно теории большого взрыва, которую разделяет большинство ученых, Вселенная в том виде, как мы ее знаем сейчас, — с планетами, звездами, черными дырами и, наконец, с разнообразными формами жизни — образовалась в результате произошедшего более 13 млрд лет взрыва чрезвычайно плотного объекта небольшого размера, может быть с монетку.

Профессор физического факультета Массачусетского технологического института Болек Вислоч, работавший с коллайдером на протяжении последних семи лет, пояснил, что главная цель экспериментов — обнаружение загадочной частицы Хиггса. Полагают, что именно она отвечает за массу остальных частиц. Хотя ее существование пока не доказано, предполагается, что массу, например, электронам придают как раз частицы Хиггса.

Ученые надеются, что коллайдер поможет получить информацию и о темной энергии и темной материи.

«Все это — часть нашей миссии по исследованию окружающего мира. Это часть миссии по пониманию и мира, и самих себя, — считает Вислоч. — Мы пытаемся описать базовые элементы материи, окружающей нас, чтобы понять базовую структуру механизмов, управляющих миром. Знание о микроскопическом мире переходит в знание обо всей Вселенной — как она сформировалась, как возникла материя».

Купить номер с этой статьей в PDF