ВМЕСТО ПРОЛОГА…

CMS-2012 vs. Euro-2012

?

"Финансирование НАН Украины не обеспечивает

даже минимальных потребностей Академии. ИзУже сегодня сообщают о том, что

за этого ряд важных государственных целевых

Украина потратила на Евро-2012

научно-технических программ, фундаментальных

и прикладных исследований … сокращается порядка 10 млрд. долларов.»

более чем в 20 раз …" Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 2 Зарплата (годовая) любого футболиста основного состава «Динамо» или «Шахтера»

превышает годовой фонд заработной платы любого института НАН Украины Председатель профсоюза научных работников НАНУ Нужна ли Украине фундаментальная наука (в частности, физика высоких энергий)?

Стоит ли участвовать в научных программах ЦЕРН (в частности, в эксперименте CMS)?

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Эксперимент CMS и участие в нем Украины Л.Г.Левчук ННЦ Харьковский физико-технический институт НАН Украины, г. Харьков, Украина Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 1. Стандартная модель частиц и эксперимент CMS 2. Разработка и сооружение детектора CMS 3. Проблема обработки данных с БАК и грид-инфраструктура эксперимента CMS 4. Анализ данных эксперимента CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 1. Стандартная модель частиц и эксперимент CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г.

ПРИРОДА МИКРОМИРА

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Владимир Александрович Фок (1898 – 1974 гг.) – один из авторов формулировки т.н.

калибровочного принципа, составляющего фундамент Стандартной модели Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г.

СОСТАВ ВСЕЛЕННОЙ

WIMP SUSY?

Темная материя 23% Видимая материя 4% SM?

(звезды, галактики) Излучение (фотоны) и нейтрино 510 -3 % SM?

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Дитрий Васильевич Волков (1925 – 1996 гг.) – один из создателей теории суперсимметрии Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Эксперимент CMS призван пролить свет на:

• природу масс частиц (поиск бозона Хиггса во всем диапазоне возможных MH: существует ли он вообще?) • природу “темной материи” во Вселенной (поиск SUSY-сигналов) • природу асимметрии вещество/антивещество во Вселенной (изучение распадов В-мезонов с нарушением CP-симметрии) • возможность существования новых состояний адронной материи (изучение соударений тяжелых ионов) • возможность существования любой “экзотики” в ТэВной (1012 эВ)) обл.

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Один из авторов идеи создания ускорителей со встречными пучками (коллайдеров) – Г.И.Будкер (1918 – 1977), имя которого ныне носит Институт ядерной физики СО РАН Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Эксперименты Большого адронного коллайдера Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 3275 физиков (включая 1535 аспирантов) Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 02.04.1993 – подписание Меморандума о взаимопонимании между Правительством Украины и ЦЕРН;

1994 – образование (с участием Украины) коллаборации RDMS (“Russia and Dubna-Member States”) 1994 –1998 – изучение свойств различных сцинтилляторов с целью выбора материала для активных элементов торцевых адронных калориметров CMS (HE); участие в изготовлении прототипов HE и тестировании их на ускорителях;

компьютерное моделирование отклика прототипов HE; разработка технологии массового производства активных элементов HE – ННЦ Харьковский физикотехнический институт (ХФТИ), Институт сцинтилляционных материалов (ИСМ) (г. Харьков), Харьковский национальный университет им. В.Каразина 1998 –2002 – массовое производство активных элементов HE в ИСМ с контролем качества в ХФТИ 2001 – 2009 – создание в ХФТИ вычислительного комплекса для обработки данных с БАК, его регистрация в грид-инфраструктуре WLCG и сертификация (за полгода до запуска БАК) как центра 2-го яруса грид-инфраструктуры CMS, T2_UA_KIPT; компьютерное моделирование эксперимента и подготовка к анализу данных (ХФТИ) 2009 – 2012 – поддержка и развитие центра T2_UA_KIPT (ХФТИ); анализ данных CMS (ХФТИ); участие в работах по модернизации HE Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. 2. Разработка и сооружение детектора CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Монтаж одного из 2х торцевых адронных калориметров Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Активные элементы торцевых адронных калориметров CMS (HE) ~22000 пластин из сцинтиллятора SCSN-81 (Kuraray) были изготовлены в Институте сцинтилляционных материалов (ИСМ), г. Харьков, с контролем качества в ННЦ «Харьковский физико-технический институт» (ХФТИ) Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Письмо-благодарность ИСМ от руководства CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. The very first PbWO4 crystal grown at ISMA, Kharkov, Ukraine (L.L.Nagornaya) to study scintillation properties of this material (1990) First PbWO4 crystal for beam tests (202020 mm3) grown also at ISMA (1992) studied systematically at IHEP, Protvino, Russia (V.A.Kachanov et al.) Mass production of PbWO4 crystals for CMS ECAL in Bogoroditsk, Russia L.G.Levchuk, 15th Annual RDMS CMS Collaboration Conference Alushta, May 23, 3. Проблема обработки данных с БАК и грид-инфраструктура эксперимента CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Проблема обработки данных CMS Проектная светимость LHC L = 1034 см-2 с-1 109 с-1 ppсоударений (!) Триггер: 109 с-1 [ Level 1] 105 с-1 [ Level 2] 100 с- { = 100 Mбайт/c (!)} Объем информации, накапливаемой детектором CMS:

для интегральной светимости Lint = 104 pb-1 = 1040 см-2 { недели} имеем N= pp Lint 100 / 109 = 108 событий 108 Mбайт = 100 Тбайт (!!!) Как обеспечить доступ к данным?

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Объём LHC данных соответствует ежегодно!

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Компьютерный центр ЦЕРН до запуска БАК:

Потребности экспериментов БАК ресурсах многократно больше!

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. LHC: съем и первичный (триггер) отбор экспериментальной информации; решение проблемы обработки данных – LHC-грид (WLCG) Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Структура всемирного LHC Grid (WLCG) Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Революционное развитие компьютерной техники сегодняшний день можно создать суперкомпьютеры в глобальном масштабе на основе обыкновенных PC!

В различных отраслях науки востребованы огромные вычислительные мощности Физика высоких энергий; теория сильных взаимодействий (КХД на решетке); молекулярная биофизика (моделирование сложных молекул); исследования головного мозга;

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Grid – сеть;

LСG – LHC Computing Grid;

Middleware – программное обеспечение “связи”системных служб и вычислительных процессов на удаленных узлах и системах Основные элементы LHC Grid:

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Компьютинговая модель CMS триггер CMS T1_TW_ASGC T0_CH_CERN ~1-3 MB/evt T1_US_FNAL Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Вычислительный комплекс ННЦ ХФТИ 2001 – Linux-кластер, объединяющий 5 PIII-узлов (9 CPU) c 2002 – участие в массовой генерации событий CMS 2003 – на системе установлено и отлажено grid-middleware (LCG2) c 2005 – комплекс зарегистрирован в WLCG (Kharkov-KIPT-LCG2) с 2007 – SLC-кластер на платформе CPU x86- 2008 – установка прогр. обеспечения CMS (CMSSW & PhEDEx);

регистрация в CMS SiteDB (T2_UA_KIPT) 2009 – успешная сертификация (commissioning) T2_UA_KIPT – T2_UA_KIPT в “Production” (“Ready” > 80% of time) !!!

с 2010 – T2_UA_KIPT ассоциирован с физ. группой CMS EWK учет его работы как материальный вклад в эксперимент;

– поступление данных с БАК и их обработка ВК ХФТИ является единственным на Украине Т2-центром WLCG, на который поступают данные с БАК мая 2012 г.

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ Тier-2 центр CMS T2_UA_KIPT в 2011 г. :

Производительность вычислительных узлов (230 CPU-ядер) – 3.0 kHEPspec Емкость системы массовой дисковой памяти – 245 Тбайт Т2-центр ННЦ ХФТИ T2_UA_KIPT является сегодня единственным вычислительным комплексом Украины, на который поступает для обработки экспериментальная информация с Большого адронного коллайдера Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Передача данных для анализа на ВК ННЦ ХФТИ в 2011 г.

(данные портала PhEDEx – CMS Data Transfers, http://cmsweb.cern.ch/phedex ) За 2011 г. на Т2-центр T2_UA_KIPT было передано для обработки Л.Г.Левчук, Семинар CMS:информации, полученнойшкол более 100 TB Совещание для учителей средних в эксперименте CMS Fulfillment of CMS MoA Obligations in 4. Анализ данных эксперимента CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Проблема анализа данных CMS При s = 14 ТэВ pp 100 mb = 10-25 см [pp H0+X Z0Z0 +X e+e-(+-) +X ] 0.08 pb Иголка: ~ 30 мм3 = 3x10-8 м3;

Стог сена: 30 м3 найти иголку в стогу в ~104 раз легче (!) Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. The new challenge: the pile-up Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. We have already a sizeable data set (comparable to 2010); we might get up to ~30 pb-1by the end of the week. The Monday Physics Operation meeting will be resumed soon (target is April 4);

Event recorded on March Compatible with a Z of mass 535GeV Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Expected exclusion 114.5 - 543 GeV Observed exclusion 127.5 - 600 GeV Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Анализ самых первых данных CMS Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г. Search for heavy SM Higgs with CMS, Analysis of CMS data (KIPT):

Selection and analysis of DY events with Z0 decays Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г.

ВМЕСТО ЭПИЛОГА…

Свинья под Дубом (И. А. Крылов) Наелась жёлудей досыта, до-отвала;

«Коль корни обнажишь, оно засохнуть может».— «Неблагодарная!» примолвил Дуб ей тут:

Л.Г.Левчук, Семинар CMS: Совещание для учителей средних школ 29 мая 2012 г.