CERN'deki Büyük Hadron CERN'deki Büyük Hadron

Çarpıştırıcısı ve LCG (LHC Çarpıştırıcısı ve LCG (LHC Computing Grid) ProjesiComputing Grid) Projesi

Gülsen ÖnengütGülsen ÖnengütÇukurova Üniversitesi, Fizik BölümüÇukurova Üniversitesi, Fizik Bölümü

CERN, Compact Muon Solenoid (CMS) Deneyi CERN, Compact Muon Solenoid (CMS) Deneyi

2. Ulusal Grid Çalıştayı, 1 Mart 2007, TÜBİTAK2. Ulusal Grid Çalıştayı, 1 Mart 2007, TÜBİTAK

PROGRAMPROGRAM Parçacık FiziğiParçacık Fiziği

CERNCERN (European Organization for Nuclear (European Organization for Nuclear Research)Research)

LHC LHC ((LLarge arge HHadron adron CCollider)ollider)

CMS (CMS (CCompact ompact MMuon uon SSolenoid)olenoid)

ATLAS (ATLAS (AA TToroidal oroidal LLHC HC AApparatupparatuSS))

LLCG (CG (LLHC HC CComputing omputing GGRID) RID)

PARÇACIK FİZİĞİ

Maddenin temel yapıtaşları nelerdir?Maddenin temel yapıtaşları nelerdir?

Bu yapıtaşlarının davranışlarını en Bu yapıtaşlarının davranışlarını en temel temel

düzeyde kontrol eden kuvvetler düzeyde kontrol eden kuvvetler nelerdir?nelerdir?

`̀

Yapıtaşları:Yapıtaşları: • Kuarklar ve leptonlar ( üç aile)Kuarklar ve leptonlar ( üç aile)

Temel Etkileşmeler: Temel Etkileşmeler: • Kuvvetli etkileşmeKuvvetli etkileşme• Elektromanyetik etkileşmeElektromanyetik etkileşme• Zayıf etkileşmeZayıf etkileşme• Kütleçekimi (SM dışında)Kütleçekimi (SM dışında)

STANDART MODELSTANDART MODEL

NASIL GÖZLEYECEĞİZ?NASIL GÖZLEYECEĞİZ?

Bir cismi incelemek için gönderilecek ısığın dalgaboyu cismin boyutlarından küçük olmalı

>> 1 GeV (elektronlar) 1 GeV (elektronlar)??KuarklarKuarklar

0.1 GeV (elektronlar)0.1 GeV (elektronlar)1010-15-15NükleonNükleon

0.01 GeV (alfa par.)0.01 GeV (alfa par.)1010-14-14ÇÇekirdekekirdek

0.0001GeV(elektronlar)0.0001GeV(elektronlar)1010-10-10AtomAtom

IşınımIşınım Enerjisi EnerjisiBoyutBoyutNesneNesne

Yüksek enerjilere ulaşmak için hızlandırıcılara ihtiyaç vardır

“elektronik gözler”

TEMEL YAPITASLARITEMEL YAPITASLARI

PARÇACIK FİZİĞİNDE PARÇACIK FİZİĞİNDE AÇIK SORULARAÇIK SORULAR

--Parçacık kütleleri nereden geliyor?Parçacık kütleleri nereden geliyor? Higgs bozonu var Higgs bozonu var mmıı??

-Süpersimetri var mı? Evrendeki karanlık maddeden-Süpersimetri var mı? Evrendeki karanlık maddeden nötralino mu sorumlu?nötralino mu sorumlu?

-Parçacık-Antiparçacık simetrisi nasıl kırılıyor?-Parçacık-Antiparçacık simetrisi nasıl kırılıyor?

-Maddenin yeni bir şekli (kuark-gluon plazması) var mı?-Maddenin yeni bir şekli (kuark-gluon plazması) var mı?

-Temel yapıtaşlarının da bir altyapısı var mı?-Temel yapıtaşlarının da bir altyapısı var mı?

-Sadece 3 kuark-lepton ailesi mi var?-Sadece 3 kuark-lepton ailesi mi var?

CERN NEDİR?CERN NEDİR?www.cern.chwww.cern.ch

Dünyanın en büyük Dünyanın en büyük Parçacık FiziğiParçacık Fiziği

ve ve HızlandırıcıHızlandırıcı LaborauvarıLaborauvarı

Mt.Blanc, 4810 m

Cenevre

CERN NEREDE?CERN NEREDE?

LHC Halkası

Leman Gölü

CERN

Fransa

İsviçre

Cenevre

LHC SPS

Cenevr

e Havaala

nı

CERN NEREDE?CERN NEREDE?

CERNCERN ÜYELERİ 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

World Wide Web, dünyanın her tarafına dağılmış olarak çalışan parcaçık fizikçilerinin bilgi iletişimini

kolaylaştırıp hızlandırmak amacıyla burada keşfedildi!

CERN’den çıkan bir yan ürün: WWW?

Tim Berners-Lee

• 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 NEDİR?

LHC 2007’de çalışmaya

başlayacak

Dedektörleri birer saray büyüklüğünde olan dört deney: ALICEATLASCMSLHCb

LHC NEDİR?

LARGE HADRON COLLIDER

LHCLHC’DE ÇARPIŞMALAR’DE ÇARPIŞMALAR

LHC 2007’LHC 2007’YEYE HAZIRLANIYORHAZIRLANIYOR……

CMS NEDİR?

Enine GörünümGörünüm

CMSCMS’İN ENİNE ’İN ENİNE GÖRÜNÜMÜGÖRÜNÜMÜ

CMS İCMS İNŞAAT ALANINŞAAT ALANI

CMS’İN MONTAJICMS’İN MONTAJI

CMS CMS KOLLABORASYONUKOLLABORASYONU

2000 Fizikçi ve Mühendis

37 Ülke

155 Enstitü(Türkiye’den BÜ,ÇÜ,ODTÜ)

ATLAS NEDİR?

ATLAS ATLAS Deney BölgesiDeney Bölgesi

ATLAS Dedektörü ATLAS Dedektörü (24 Şubat 2007)(24 Şubat 2007)

ATLAS Tarafından Algılanan ATLAS Tarafından Algılanan İlk Kozmik Olaylarİlk Kozmik Olaylar

ATLAS KOLLABORASYONUATLAS 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.

• 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…

Bu “imza’yı arıyoruz:

Seçicilik: 1013 te 1

Bin dünya nüfusunda 1 kişiyi veya 20 milyon saman yığınında 1 iğneyi aramak gibi

LHC’DE VERİ ANALİZİ

LHC VERİLERİ

• 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

1 Gigabit (1GB) = 1000MBA DVD filmi

1 Terabit (1TB)= 1000GBDünyanın yıllık kitap üretimi

1 Petabit (1PB)= 1000TBBir LHC deneyinin yıllık veri üretimi

1 Exabit (1EB)= 1000 PBDünyanın yıllık bilgi üretimi

LHC VERİLERİNİN SAKLANMASI

LHC verileri yılda yaklaşık 20 milyon CDyi dolduracak! Concorde

(15 Km)

Balon(30 Km)

1 yıllık LHC verisini içeren CD sütunu! (~ 20 Km)

Mt. Blanc(4.8 Km)

Deneyler bu verileri nerede saklayacak?

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

Performans ve maliyette ilerleyen teknolojinin getirceği gelişmelerle bile CERNin LHCnin ihtiyacı olan kapasiteyi sağlaması mümkün değil!

~2,000 mikroişlemci ~100 TBitlik disk alanı~1 PB of manyetik teyp

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 enstitü4603 kullanıcı

Diğer yerlerde: 208 enstitü 1632 kullanıcı

LCGLCG –– LHC Computing Grid LHC Computing Grid ProjeProjesisi – –nedirnedir

KKollaboraollaborasysyonon

LHC LHC Deneyleri Deneyleri

~200 bilgiislem merkezi~200 bilgiislem merkezi

12 buyuk merkez (Tier 0, Tier 1)12 buyuk merkez (Tier 0, Tier 1)

38 Tier 2 merkezi38 Tier 2 merkezi

~40 ulke~40 ulke

EGEE, OSG, Nordugrid Gridleri EGEE, OSG, Nordugrid Gridleri

SeçimlerSeçimler

Grid teGrid tekknolonolojisi kullanjisi kullan..

““Tier” hiTier” hiyyerarerarşisi kullanşisi kullan..

PCPClerde lerde Intel Intel işlemcilerişlemciler

LINUX LINUX işletimişletim system systemii..

HedefHedef

Deneylerin LHC detektörlerinden Deneylerin LHC detektörlerinden gelen verileri çözümlemesine gelen verileri çözümlemesine yardımcı olacak bilgiişleme yardımcı olacak bilgiişleme ortamını hazırlamakortamını hazırlamak..

Bir fizik çalışma grubu için grid

Tier3fizik

Bölümü

Desktop

Almanya

Tier 1

ABDİngiltere

Fransa

İtalya

Taipei?

CERN Tier 1

JaponyaCERN Tier0

Tier2

Lab aUni a

Lab c

Uni n

Lab m

Lab b

Uni bUni y

Uni xBölgesel bir grup için grid