LHC@home

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
LHC@home
Изображение логотипа
Платформа BOINC
Объём загружаемого ПО 2 МБ (
SixTrack
)
Объём загружаемых данных задания 200—400 КБ (
SixTrack
)
Объём отправляемых данных задания 35 КБ (
SixTrack
)
Объём места на диске 14 МБ
Используемый объём памяти 70 МБ
Графический интерфейс нет (в разработке)
Среднее время расчёта задания 1—23 часа
Deadline 7 дней
Возможность использования
GPU
 нет
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

LHC@Home — проект

гигабайт)[3]. Для этой задачи более удобной является грид-система LCG
.

Проект работает под управлением менеджера распределённых вычислений (англ. BOINC Manager), 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

Внешние изображения
Результаты моделирования
Окружность — траектория стабильного пучка, малый тор — стабильные периодические колебания пучка, большой тор — движение пучка в непосредственной близости от резонанса
Внешние изображения
Карты пространства параметров, в пределах которого пучок является стабильным
[1]
[2]

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 (англ. Collective instabilities) и столкновении в детекторах (англ. Beam-beam effect), 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 Шмидтом[когда?] (англ. Frank Schmidt) на основе программы, ранее разработанной для моделирования пучков электрон-позитронного коллайдера DESY[8]. В 2003 году Эриком Макинтошем (англ. Eric McIntosh) и Андреасом Вагнером (англ. Andreas Wagner) 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 (англ. Ben Segal) и Франсуа Грейем (англ. François Grey) была высказана идея о популяризации идеи распределённых вычислений с целью ознакомления широкой общественности с вычислительными задачами, стоящими перед CERN. Чуть позднее в сотрудничестве с Дэйвом Андерсеном[англ.] (англ. Dave Anderson), директором института SETI, силами студентов Кристиана Шеттрупа (англ. Christian Søttrup) и Якоба Педерсена (англ. Jakob Pedersen), 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 (англ. Karl Chen)). Студентом Ясенко Живановым (англ. Jasenko Zivanov) была разработана графическая часть. Финские студенты Калле Хаппонен (англ. Kalle Happonen) и Марку Дегерхолм (англ. Markku Degerholm) 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.

Внешние изображения
Команда разработчиков SixTrack
Слева направо: Франк Шмидт, Юкка Клем (англ. Jukka Klem, Андреас Вагнер, Эрик Макинтош, Бэн Сигал

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 моделирование столкновений пучков протонов[англ.] 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

  • В ходе разработки вычислительного кода, запускаемого на различных аппаратных платформах, программисты столкнулись с ситуацией различной погрешности вычисления функций
    IEEE 754 для различных аппаратных платформ и компиляторов[5]
    .

См. также

Примечания

  1. ↑ Элементы: Магнитная система LHC. Дата обращения: 5 июня 2010. Архивировано 24 марта 2010 года.
  2. ↑ LHC@home Архивировано 2 октября 2010 года.
  3. ↑ LHC@home. Дата обращения: 18 апреля 2010. Архивировано 19 августа 2010 года.
  4. ↑ 1 2 BOINCstats | LHC@Home — Credit overview Архивировано 19 июля 2006 года.
  5. ↑ 1 2 Numerical simulations. Дата обращения: 24 октября 2011. Архивировано 26 октября 2011 года.
  6. ↑ Phys. Rev. ST Accel. Beams 13, 061002 (2010): Beam-related machine protection for the CERN Large Hadron Collider experiments
  7. ↑ SixTrack history in LHC@home. Дата обращения: 24 октября 2011. Архивировано 26 октября 2011 года.
  8. ↑ LHC@home Архивировано 2 октября 2010 года.
  9. ↑ FatBat Homepage. Дата обращения: 24 октября 2011. Архивировано 19 июля 2011 года.
  10. ↑ Элементы: Проект LHC@home 2.0 открывается для всех желающих Архивировано 12 сентября 2011 года.
  11. ↑ High Energy Physics simulations | LHC@home 2.0. Дата обращения: 6 апреля 2012. Архивировано 5 апреля 2012 года.

Ссылки

Обсуждение проекта в форумах:

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=LHC@home&oldid=130962131