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Por primera vez se han dado en el LHC colisiones a 7 TeV. En el instante en que sus detectores registran sucesos relacionados con una colisión, los desafíos se mueven desde el reino del hardware y el software, ya que el LHC producirá, literalmente, más datos de lo que podemos manejar. Tenemos que averiguar a lo que aferrarse en tiempo real, y enviarlo a todo el mundo a través de conexiones dedicadas  a 10 GBp/s; y la necesidad por parte del extremo receptor de guardarlo de forma segura  y llevar a cabo el tipo de análisis que se espera revele una nueva física. Vamos a proporcionar una breve visión a los temas de cómputo creado por el LHC.

Encontrar lo que estamos interesados

El LHC no es sólo excepcional en términos de la energía que puede alcanzar, sino que tiene una muy alta luminosidad, lo que significa que produce colisiones a una velocidad asombrosa. Howard Gordon indicó que las interacciones se llevarán a cabo a un ritmo de 600 millones de eventos por segundo para cada detector. Incluso si tuviéramos la capacidad de guardar los comprobantes de todos ellos (que no), muchos representarían a la física conocida. Srini Rajagopalan, un empleado de Brookhaven que trabaja en el CERN, dijo que de los millones de colisiones que ocurren cada segundo, estaremos almacenando aproximadamente 400 de ellas.

Obviamente, este proceso es un sacrificio muy importante, complicado por el hecho de que estamos esperando para ver las partículas que han sido predichas por las diferentes teorías  (lo ideal, nos gustaría también detectar cosas que los teóricos no esperaban). ¿Cómo funciona esto? Un indicio se proporcionó cuando a Stephanie Majewski se le preguntó sobre un modelo para la existencia de dimensiones más allá de nuestro bien conocido universo de cuatro. «Las dimensiones extra nos darán un montón de  muones», dijo Majewski, «no podía faltar.» En resumen, la mayoría de cosas que estamos esperando o la esperanza de encontrarlas son el producto de algunas predicciones bastante específicas, y producirán patrones igualmente predecibles de partículas en los detectores (Chris Lee cubrió esto en detalle un poco más).

Rajagopalan describe cómo el software del detector ATLAS, incluyó lo que llamó «filtros de eventos». Básicamente, el software puede determinar el grado en que las partículas y la energía que sale de una colisión coinciden con un patrón que es de esperar que al ser producido por una partícula dada. Estas expectativas pueden basarse tanto en lo que ya hemos visto en partículas conocidas como el quark top, o lo que predice la teoría.

En este momento, el software cuenta con 300 filtros de eventos, pero aparentemente puede manejar hasta 8000, y dar prioridad a cada una de ellos, entonces, por ejemplo, es probable que trate de capturar eventos de  más potencial  Higgs que los quarks arriba (top).

Estos filtros pueden tener diversos grados de restricciones, lo que significa que se pueden establecer  para capturar eventos que son similares a, pero que no se ajustan exactamente a las predicciones. También es posible detectar la superposición parcial entre eventos. Así, por ejemplo, una partícula desconocida podría producir un conjunto de familias como parte de su decaimiento, incluso si no hay un filtro específico para las partículas, el evento puede ser capturado porque se ve un poco como algo que también se desintegra a través de un conjunto similar de partículas.

Esto último es importante en caso de que los teóricos empezaran a proponer ideas mucho después de que el LHC hubiera comenzado la recolección de datos. Cuando Howard Gordon planteó esto, es posible tomar nuevas ideas y compararlas con los modelos existentes para identificar los posibles lugares de solapamiento, y para ir desde allí a los datos primarios y probar contra las predicciones en detalle.

La física computacional

En la interfaz principal de ATLAS para EE.UU., el principal papel de Brookhaven será simplemente almacenar cualquier dato que llegue del evento a través  de filtros a medida, y su distribución a diferentes (Tier 2 y 3) lugares de todo el país (Brookhaven también cuenta con una red de 10000 núcleos que llevará a cabo un análisis). Como lo describió Ofer Rind, ya que cada caso es esencialmente independiente, todos ellos se pueden analizar por separado, es un problema «paralelo», en términos de informática.

Como resultado, la comunidad de «física de altas energías» tiene una gran experiencia con la informática en red (grid). «Hemos estado haciendo esto por un tiempo, y con mucho menos dinero», dijo Rind.

Parte de esa potencia de cálculo, simplemente va a convertir los datos en bruto a las identidades de las partículas y las pistas, y otra parte a modelar lo que podría ser similar a una partícula teórica. Pero, a medida que más datos estén disponibles, muchos de los cálculos implican simplemente escanear eventos para determinar qué tanto o ninguno de ellos coincide con las predicciones teóricas. Los usuarios de la red serán capaces de especificar un programa de análisis (entre ellos uno que envíe la tarea), de identificar los datos que deben procesarse, y simplemente establecer el trabajo sobre la marcha. Sobre la base de la prioridad del trabajo, la red usará más tiempo de procesador de repuesto, y luego procesará el software y los datos juntos en las mismas máquinas, lo que permite el análisis a realizar.

En un futuro próximo, este tipo de programas deben comenzar a construir un catálogo de las colisiones que tienen el número correcto, propiedades de correctas de los muones, fotones de la energía correcta, etc, para contener una indicación de algo que es nuevo para la física. Y, una vez se identifican  una señal de ruido fuera de la estadística, entonces se podría estar listo para iniciar la actualización del modelo estándar (y, posiblemente, todos de la cosmología).

Fuente:  arstechnica