Русская Википедия:LHC@home

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Шаблон:Карточка программы для добровольных вычислений

LHC@Home — проект добровольных вычислений на платформе BOINC, организованный сотрудниками CERN (Шаблон:Lang-fr) для проведения расчётов, необходимых при постройке и эксплуатации Большого адронного коллайдера. В ходе этих расчётов, проводимых добровольцами на своих домашних компьютерах, осуществляется моделирование поведения пучка заряженных частиц при различных параметрах воздействия на них управляющих магнитов ускорителя[1] с использованием программы SixTrack. По ходу расчётов рассматривалась возможность добавления в проект расчётных модулей Garfield и ATLAS для моделирования столкновений пучков протонов в детекторах, однако они так и не были реализованы (по крайней мере, на платформе BOINC)[2]. Также рассматривалась возможность использования проекта LHC@home для обработки полученных экспериментальных данных, однако основные сложности связаны с большим объёмом информации, необходимым для передачи на удалённые компьютеры (сотни гигабайт)[3]. Для этой задачи более удобной является грид-система LCG.

Проект работает под управлением менеджера распределённых вычислений (Шаблон:Lang-en), производя расчёты в фоновом режиме и периодически требуя подключения к Интернету для получения новых заданий и отправки результатов расчётов.

Вычисления в рамках проекта стартовали на платформе BOINC в сентябре 2004 г.[4]. Первоначально число участников проекта было ограничено и составляло 1 000 человек, затем это значение неоднократно увеличивалось и в результате было окончательно отменено. По состоянию на 5 июня 2010 г. в проекте приняли участие более 99 000 пользователей (254 000 компьютеров) из 182 стран. В период с февраля 2009 г. по сентябрь 2011 г. задания выдавались крайне редко, с 19 сентября 2011 г. выдача заданий возобновлена[4]. В марте 2011 г. был запущен проект LHC@Home 2.0 (Test4Theory), целью которого является моделирование столкновений пучков протонов.

SixTrack

Шаблон:External media

Шаблон:External media

Программа моделирует движение 60 частиц, движущихся по кольцу ускорителя в течение 1 000 000 циклов, что соответствует менее чем 10 секундам реального времени нахождения пучков в ускорителе[5]. Путём многократного повторения запуска программы можно подобрать конфигурацию параметров магнитов, при которой пучок остаётся стабильным в ходе движения по кольцу ускорителя (имеет стабильную периодическую, а не хаотическую орбиту). Полученные в ходе моделирования данные используются для исключения ситуаций, при которых пучок частиц может стать нестабильным в ходе проведения реальных экспериментов (что в лучшем случае может привести к быстрому локальному повышению температуры, в результате которого магниты могут перейти из сверхпроводящего состояния в обычное, последующему сбросу пучка и остановке ускорителя на несколько часов, а в худшем — к выходу из строя некоторых детекторов)[6]. Во время моделирования также можно учесть эффекты электромагнитного взаимодействия сгустков в составе пучков при их движении (Шаблон:Lang-en) и столкновении в детекторах (Шаблон:Lang-en), без чего невозможно повышение числа сгустков в пучке, числа заряженных частиц в сгустке и, соответственно, светимости коллайдера в целом.

История разработки[7]

Программа SixTrack была разработана Франком ШмидтомШаблон:Когда (Шаблон:Lang-en) на основе программы, ранее разработанной для моделирования пучков электрон-позитронного коллайдера DESY[8]. В 2003 году Эриком Макинтошем (Шаблон:Lang-en) и Андреасом Вагнером (Шаблон:Lang-en) из IT департамента CERN’а было начато тестирование скринсейвера Compact Physics Screen Saver (CPSS), который запускал программу SixTrack в фоновом режиме на компьютерах сотрудников CERN с целью отладки. В январе 2004 года Беном Сигалом (Шаблон:Lang-en) и Франсуа Грейем (Шаблон:Lang-en) была высказана идея о популяризации идеи распределённых вычислений с целью ознакомления широкой общественности с вычислительными задачами, стоящими перед CERN. Чуть позднее в сотрудничестве с en (David P. Anderson) (Шаблон:Lang-en), директором института SETI, силами студентов Кристиана Шеттрупа (Шаблон:Lang-en) и Якоба Педерсена (Шаблон:Lang-en), работавшими в то время над написанием магистерских диссертаций, под руководством Бена Сигала была начата адаптация расчётного модуля для зарождающейся платформы BOINC[9] (чуть позже к команде разработчиков присоединился студент Карл Чен (Шаблон:Lang-en)). Студентом Ясенко Живановым (Шаблон:Lang-en) была разработана графическая часть. Финские студенты Калле Хаппонен (Шаблон:Lang-en) и Марку Дегерхолм (Шаблон:Lang-en) выполнили настройку серверной части проекта, что позволило к сентябрю 2004 года произвести альфа- и бета-тестирование на 25 машинах сперва в рамках CERN, а затем с привлечением опытных BOINC-пользователей, что в итоге позволило увеличить число активных участников проекта до 6000.

Шаблон:External media

В ноябре 2006 года управление проектом было передано за пределы CERN в Лондонский университет, а в августе 2011 года проект снова вернулся в CERN.

LHC@Home 2.0 (Test4Theory)

В настоящее время также существует проект LHC@home 2.0, который открыт для всех желающих[10]. Целью данного проекта является en (Multi-particle collision dynamics) с целью последующего сопоставления полученных экспериментальных и модельных данных и выявления отклонений. В рамках проекта в том числе проводятся симуляции потенциальных проявлений «Новой физики» за пределами Стандартной модели[11].

Для работы проекта в дополнение к программе BOINC Manager требуется наличие виртуальной машины VirtualBox, в которой производится запуск операционной системы Scientific Linux и выполнение соответствующих расчётов.

ATLAS@Home

Также в июне 2014 г был запущен проект ATLAS@Home, целью которого является моделирование столкновений частиц в рамках одноимённого детектора ATLAS в дополнение к гриду LCG.

Факты

Шаблон:Trivia

  • В ходе разработки вычислительного кода, запускаемого на различных аппаратных платформах, программисты столкнулись с ситуацией различной погрешности вычисления функций экспоненты и логарифма, и, как следствие, ошибках при валидации заданий. Таким образом, вычислительный код проекта может являться своеобразным тестом на соответствие стандарту IEEE 754 для различных аппаратных платформ и компиляторов[5].

См. также

Примечания

Шаблон:Примечания

Ссылки

Шаблон:Refbegin

Обсуждение проекта в форумах:

Шаблон:Refend

Шаблон:Добровольные вычисления Шаблон:CERN

Партнерские ресурсы
Криптовалюты
Магазины
Хостинг
Разное

  1. ↑ Шаблон:Cite web
  2. ↑ LHC@home Шаблон:Webarchive
  3. ↑ Шаблон:Cite web
  4. ↑ 4,0 4,1 BOINCstats | LHC@Home — Credit overview Шаблон:Webarchive
  5. ↑ 5,0 5,1 Шаблон:Cite web
  6. ↑ Phys. Rev. ST Accel. Beams 13, 061002 (2010): Beam-related machine protection for the CERN Large Hadron Collider experiments
  7. ↑ Шаблон:Cite web
  8. ↑ LHC@home Шаблон:Webarchive
  9. ↑ Шаблон:Cite web
  10. ↑ Элементы: Проект LHC@home 2.0 открывается для всех желающих Шаблон:Webarchive
  11. ↑ Шаблон:Cite web
Источник — http://wikihandbk.com/ruwiki/index.php?title=Русская_Википедия:LHC@home&oldid=8704123