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[LHC] Qu'est ce que le LHC et le travail du CERN (2)

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mab74fr:

Hello,

je reviens un peu sur un post d'Xterminator sur le LHC et BOINC, avec la trad intégrale, et quelques précisions.

http://forum.boinc-fr.net/forum2.php?config=boinc.inc&post=100&cat=2&cache=&sondage=0&owntopic=0&p=1&trash=0&subcat=15



--- Citer ---
 LHC@home
What is LHC@home? The physics behind LHC@home
 
What is LHC@home?
The Large Hadron Collider (LHC) is the world's largest scientific instrument. It is currently being built at CERN on the outskirts of Geneva, Switzerland. When it is switched on in 2007, it will accelerate beams of protons to unprecedented energies in a 27km long circular tunnel. The two particle beams will travel in opposite directions around this loop and at four points on the ring, their paths will intersect, and particles will collide head-on with particles traveling in the opposite direction. At the intersection points, scientists are building four huge detectors, the size of cathedrals, to detect the results of the collisions.
 
Most of the scientific computing challenges that the LHC experiments are facing will require access to huge amounts of storage - the LHC will produce 15 Petabytes (15 million Gigabytes) of data per year. These data requirements means that most analysis programmes cannot be run on individual PCs. This is why CERN is leading the development of Grid computing, which aims to link hundreds of major computing centres around the world.
 
However, there are exceptions where public computing makes sense for the LHC. CERN's IT Department is interested in evaluating the sort of technology that is used by SETI@home for future use. A program called SixTrack, which simulates particles traveling around the LHC to study the stability of their orbits, can fit on a single PC and requires relatively little input or output.
 
SixTrack, which was developed by Frank Schmidt of the CERN AB Department, produces results that are essential for verifying the long term stability of the high energy particles in the LHC. Lyn Evans, head of the LHC project, says that "the results from SixTrack are really making a difference, providing us with new insights into how the LHC will perform".
 
Typically SixTrack simulates 60 particles at a time as they travel around the ring, and runs the simulation for 100000 loops around the ring. That may sound like a lot, but it is less than 10s in the real world. Still, it is enough to test whether the beam is going to remain on a stable orbit for a much longer time, or risks losing control and flying off course into the walls of the vacuum tube - a very serious problem that could result in the machine being stopped for repairs if it happens in real life. By repeating such calculations thousands of times, it is possible to map out the conditions under which the beam should be stable.
 
Working with the team of Dave Anderson, the Director of SETI@home and BOINC, a dedicated team of students, under the leadership of Ben Segal, has developed a BOINC interface for SixTrack. Tests over the last two months in the IT Department, involving 25 desktop computers, have been very successful, and CERN is now eager to extend the tests to the alpha and beta tester communities of BOINC, with the view of a public launch on CERN's 50th anniversary, the 29th of September 2004, or shortly thereafter.
 
So far, LHC@home only runs on Windows machines, but we are keen to extend it to other platforms in the near future, with the help of the tester communities, if possible.
 
The alpha version of the screensaver displays a cross-section of the beam of particles that SixTrack is simulating.
 
Everytime a new magnet is installed on the LHC these days, measurements are made of its properties. If it deviates significantly from the specified values, SixTrack is immediately launched to study what impact, if any, this difference might have on the operations of the machine. Getting the results as soon as possible makes a big difference for the engineers installing the magnets. So your participation in LHC@home really does help to build the LHC!
--- Fin de citation ---



LHC@home

Qu'es ce que LHC@home ? La physique qui se cache derrière LHC@home.

Le Grand Collisionneur d'Hadron (Large Hadron Collider, LHC) est le plus grand instrument scientifique du monde. Il est actuellement en construction au CERN, en périphérie de Genève, en Suisse. Quand il entrera en action en 2007, il sera capable d'accélérer des flux de protons à des énergies sans précédent, dans un tunnel circulaire de 27 kms de long. Deux flux de particules vont circuler dans des sens opposés dans cette boucle, et à quatre endroits de cet anneau leurs chemins se croiseront, et les particules entreront en collision de front avec les particules circulant en sens inverse. Aux points d'intersection, les scientifiques construisent quatre énormes détecteurs, de la taille de cathédrales, pour détecter le résultat de ces collisions.

La plupart des défis en matière de calcul scientifique auxquels le LHC doit faire face demandent d'énorment quantités de stockage de données - le LHC va produire 15 Petaoctets (15 millions de Gigaoctets) de données par an. Ces besoins de données impliquent que la plupart des programmes d'analyse ne peuvent pas fonctionner sur des PCs individuels. C'est pourquoi le CERN est à la pointe du développement du calcul par Grille (Grid computing), qui vise à relier plusieurs centaines des principaux centres de calcul par ordinateur du monde.

Cependant, il y a des exceptions pour lesquelles le calcul public prend une signification particulière pour le LHC. Le département opérationnel du CERN est intéressé par l'évaluation du genre de technologie qui est utilisée par le projet SETI@home, pour des besoins futurs. Un programme appelé SixTrack, qui simule des particules voyageant dans le LHC pour étudier la stabilité de leurs orbites, peut être exécuté sur un simple PC, car il nécessite relativement peu d'entrées/sorties de données.

SixTrack, développé par Frank Schmidt du département AB du CERN, produit des résultats qui sont essentiels pour vérifier la stabilité à long terme des particules à haute énergie dans le LHC. Lyn Evans, à la tête du projet LHC, cite que "les résultats de SixTrack font vraiment une différence, car ils nous fournissent de nouveaux indices sur comment le LHC va se comporter".

Typiquement, SixTrack simule 60 particules à la fois circulant dans l'anneau, et exécute une simulation de 100000 tours de cet anneau. Cela peut sembler beaucoup, mais c'est moins de 10 secondes en temps réel. Pourtant, c'est suffisant pour tester que le flux restera sur une orbite stable pendant beaucoup plus longtemps, ou au contraire risque de perdre le contrôle et de s'écarter de sa course pour aller percuter les murs du tube à vide - un problème très sérieux qui peut entraîner un arrêt de la machine pour réparation lorsque cela arrive. En répétant ces calculs des milliers de fois, il est possible de connaître les conditions pour lesquelles le faisceau restera stable.

En collaboration avec l'équipe de Dave Anderson, le directeur de SETI@home, et BOINC, une équipe spécifique d'étudiants, sous la direction de Ben Segal, a développé une interface BOINC pour SixTrack. Les tests des deux derniers mois dans le département opérationnel, réalisés avec 25 ordinateurs, ont été très satisfaisants, et le CERN est maintenant impatient d'étendre ces tests aux communautés de testeurs alpha et béta de BOINC, dans l'optique d'un lancement public à l'occation du 50ème anniversaire du CERN, le 29 septembre 2004, ou peu après.

Pour l'instant, LHC@home fonctionne seulement sur des machines Windows, mais nous sommes très motivés pour l'étendre à d'autres plateformes dans un proche avenir, avec l'aide des communautés de testeurs, si possible.

La version alpha de l'économiseur d'écran montre une vue en coupe du flux de particules que SixTrack simule.

A chaque fois qu'un nouveau aimant est installé sur le LHC, en ce moment, des mesures sont effectuées sur ses propriétés. Si celles-ci dévient significativement des valeurs spécifiées, SixTrack est immédiatement utilisé pour étudier quel impact ces différences peuvent créer sur le fonctionnement de la machine. Le fait d'obtenir les résultats très rapidement est d'une grande importance pour les ingénieurs qui installent les aimants. Ainsi, votre participation à LHC@home aide réellement à contruire le LHC !

mab74fr:

--- Citation de: joce ---xterminator757288 a écrit :

Le LHC : The large Hadron collider , l'accélérateur à particule du cern , est/sera le plus grand instrument scientifique du monde . Une fois terminé en 2006-2007 , son tunnel de 27km de long permettra d'accélérer des protons à tres haute vitesse . Cela permettra de créerdes particules des rares ( muons , quark ) qui seront captés par des capteurs placés dans l'accelerateur . Ces cateurs vont créer 15Pétaoctets (15 millions de Gigaoctets ) chaque année . C'est pour cela que le CERN a eu l'idée d'utiliser BOINC.
--- Fin de citation ---


En fait, BOINC ne va pas traiter toutes ces données, c'est beaucoup trop pour lui. C'est le but du projet de la "Grille", qui ressemble à BOINC, mais qui relie les grands centres de calcul du monde, pas les petits PCs à deux balles comme le votre et le mien.  ;)

http://gridcafe-f.web.cern.ch/gridcafe-f/



--- Citation de: joce ---Six track : le programme mis au point par le CERN permet de simuler 1 000 000 ( il est marqué 100 000tours mais j'ai 1 000 000 dans le graphique sur BOINC) de 60particules .
--- Fin de citation ---


C'est bien 100 000, pas 1 000 000.

100 000 tours de 27 kms chacun, ca fait 2 700 000 kms, ce qui représente bien environ 10 secondes pour des particules voyageant à la vitesse de la lumière (300 000 kms/s).

daniel:
Bravo,trés intéressant ta trad et tes explications.
 :jap:

cleo:
il y a des wus pour 100000tours et d'autres pour 1000000
le temps de calcul est pas le meme c'est tout
chez moi
35mn pour 100000
7h30 pour 1000000

Douglas Riper:
Merci pour ces explications :jap:

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