Auf der Suche nach Elementarteilchen
Die Suche nach neuen Phänomenen und der Bedarf an genauen Messungen von Prozessen der Teilchenphysik waren Grundlage für Experimente im Rahmen der Vorbereitung des LHC-Teilchenbeschleunigers (Large Hadron Collider) in Genf (Schweiz). Zusätzlich zur weiteren Bestätigung des "Standardmodells", das die Mikrowelt beschreibt, wird mit diesen Experimenten nach neuen Elementarteilchen wie Higgs-Boson-Teilchen gesucht, die für das Phänomen der Masse verantwortlich sind. Damit Wissenschaftler Higgs-Boson-Teilchen finden oder gar nach neuen Aggregatzuständen wie Quark-Gluon-Plasma suchen können, erreicht die Kollisionsrate 10^9 Ereignisse pro Sekunde. Die enorme Teilchenmenge und die gesammelten Informationen jedes Ereignisses werden zum Teil in Echtzeit gefiltert, dennoch verbleibt eine große Menge für die Aufzeichnung und spätere Analyse. Das GRID-Konzept (Global Resource Information Database) wurde deshalb als praktikable Lösung für die erforderliche Rechnerinfrastruktur angesehen und ermöglicht eine optimale Ressourcen- und, noch wichtiger, Lastverteilung. Durch die europäische Zusammenarbeit von Forschungsinstituten im Rahmen des CROSSGRID-Projektes wurde die erforderliche Testumgebung geschaffen, eine geografisch verteilte Ansammlung von Rechenkapazität für das Testen neuer Entwicklungen bei der Datenvorauswahl. Alle erforderlichen Computerressourcen wurden über schnelle Netzwerke verbunden und mit entsprechender GRID Middleware in Verbindung mit speziell zu diesem Zweck entwickelten Tools und Softwarepaketen überwacht. Insbesondere eine Gruppe polnischer Physiker des Instytut Fizyki Jadrowej in Krakau hat große Farmen aus PCs zusammen mit großen Speichersystemen für den ATLAS-Experimentfilter bereitgestellt. Dank des GÉANT-Netzwerks war eine effiziente Verbindung des polnischen nationalen Forschungs- und Bildungsnetzwerks und des Academic Computer Centre Cyfronet mit der European Organisation for Nuclear Research möglich. Hauptziel des polnischen Computercluster war die Simulation der Reaktion des ATLAS-Detektors auf 50.000 Ereignisse von Higgs-Boson-Teilchen, die mit 400GeV zerfallen. Die Prüfung basierte auf Verarbeitung von Messproben, Ereignisrekonstruktion mit höchster Granularität mit aktuellsten Ausrichtungs- und Kalibrierungsdaten sowie anschließendem Vergleich mit Referenzergebnissen. Die gewonnenen wertvollen Einblicke in Systemarchitektur, Datenverwaltung und Rechenmodelle werden umfassenden Einfluss auf zukünftige Lösungen für Herausforderungen bei LHC-Experimenten haben.
