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1 www.consorzio-cometa.it Consorzio COMETA - Progetto PI2S2 UNIONE EUROPEA La Grid nella Fisica delle Alte Energie Giuseppe Andronico INFN Catania Industrial Day Messina, 18.06.2008

2 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Sommario Introduzione LHC Il problema computazionale La soluzione: grid computing Conclusioni

3 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Particelle & campi… Particelle fondamentali note: Le forze sono mediate da: Gravitone gravita (mai osservato) Gluone forza forte (stabilita dei nuclei) Bosoni Z e Wforza elettro-debole (beta-decay…)  forza elettro-debole Il Modello Standard delle particelle che descrive le forze forte ed elettro-debole richiede l’esistenza di una particella addizionale che e’ all’origine della massa – la particella di Higgs. quarks leptons Massa crescente

4 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 La ricerca della particella di Higgs… Il Modello Standard e’ stato verificato in modo veramente accurato in molti posti. Il modello si adatta ai dati con eccellente accuratezza. E’ noto che il modello “si comporta male” (in senso matematico) nel regime delle energie molto alte (scala del TeV)  non e’ la teoria definitiva  ci sono altre teorie, alcune si basano su particelle “super- simmetriche” non ancora scoperte. La particella di Higgs, all’origine della massa e della asimmetria tra forze deboli ed elettromagnetiche, non e’ stata ancora osservata, ma e’ stato posto un limite alla sua massa. In particolare dovrebbe essere minore di 1 TeV. Ci si aspetta che qualcosa succeda alla scala di ~ 1 TeV  Motivo per LHC

5 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 LEP: 1989-2000 e+e- collider 4 experiments momentum 104 GeV/c circumference 26.8 km e+e- in the same vacuum chamber  1 ring Sostituito da LHC : 2007-2020 (?) proton-proton & ion-ion collider in the LEP tunnel 4 experiments momentum 7 TeV/c beams travel in separate vacuum chambers  2 rings ATLAS CMS LHCB ALICE LHC

6 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Depth : ~ 70-140 m LHC

7 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 I rivelatori ATLASCMS LHCb

8 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Prague, 10.12.2002 ALICE e il Quark Gluon Plasma Pb+Pb @ LHC (5.5 A TeV) The Big Bang The Little Bang

9 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Risorse per gestire I dati degli esprimenti LHC 15 PetaBytes di nuovi dati ogni anno 1 Petabyte (1PB) = 1000TB = 10 volte il contenuto testuale del World Wide Web ** ** Urs Hölzle, VP Operations at Google 40,000,000 collisioni/sec in ognuno dei 4 rivelatori 150 volte il contenuto totale del Web ogni anno 100,000 dei più veloci processori di oggi CMS LHCb ATLAS ALICE

10 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Ordini di grandezza Concorde (15 Km) Pallone sonda (30 Km) Pila di CD con 1 anno di dati LHC! (~ 20 Km) Mt. Blanc (4.8 Km) 14/3/2008 Maria Teresa Dova (UNLP) 10 Tutte le interazioni Higgs?? 1 ago in 10,000,000 pagliai !

11 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Distribuzione degli “utenti” del CERN 11

12 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 La rete “globale”

13 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Mappa dell’accesso alle Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione http://maps.maplecroft.com/

14 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 La metafora della Grid

15 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 GRIDMIDDLEWAREGRIDMIDDLEWARE 01011010110 - CPU - Memoria - Disco - Input/Output, il presente, … Il passato The Grid (R-)evolution

16 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 …il futuro: Grid! virtual services virtual services virtual services virtual services The Grid (R-)evolution

17 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Virtual Organization （虚拟组织） F

18 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Un pò di storia: … LHC  EGEE Grid 1999 – Monarc Project –Prima discussione su come organizzare il calcolo distribuito per LHC 2000 – crescente interesse per la tecnologia grid –La comunità HEP è stata la promotrice nel lancio del progetto DataGrid 2001-2004 - EU DataGrid project / EU DataTAG project –middleware & testbed per una grid di produzione 2002-2005 – LHC Computing Grid – LCG –messi a frutto i risultati di DataGrid per fornire uno strumento di produzione per gli esperimenti LHC 2004-2006 – EU EGEE project fase 1 –la LCG grid come punto di partenza –infrastruttura di produzione condivisa –estensione ad altre scienze e comunità 2006-2008 – EU EGEE project fase 2 –costruisce sulla fase 1 –incrementa il numero di applicazioni e di comunità 2008-2010 – EU EGEE project fase 3 –espande ulteriormente la comunit 2008-2010 – EGI-DS –mette le basi per una infrastruttura europea sostenibile –richiede la costituzione di iniziative grid nazionali 2009-… - EGI … e nel futuro – infrastruttura grid planetaria?? –infrastrutture interoperanti e co-operanti? CERN

19 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 L’Area Europea della Ricerca Network infrastructure ( GÉANT2 ) Operations, Support and training Collaboration Pan-European Grid  250 M€ in FP6  4 G€ in FP7

20 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 REL-PROJ's EGEE Related Projects GÉANT. INFRASTRUCTURE GRID. INFRASTRUCTURE EGEE Production quality grid, HEP, Biomed..., int. links ( 67M€ – CERN) GÉANT Pan-European Research Network, 3900 institutes, 40+ countries, 30+ Musers, (~100 M€) DEISA grid of EU supercomputers networked at Gbps, focus on global filing systems,>40 Tflop/s, several user communities (15M€ - CNRS). L’e-Infrastruttura Europea oggi

21 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Il Progetto Europeo EGEE (http://www.eu-egee.org) Coordinato dal CERN 12 Federazioni 32 Nazioni 90+ partner 32+ M€ budget (67+ M€ nelle prime due fasi)

22 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 La Grid “globale”

23 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Vista (incompleta) della Grid mondiale

24 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Jürgen Knobloch/CERN Slide 24 La Grid “in azione”

25 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Successi HEP Attività di preparazione all’avvio di LHC –Fisica –Sistema di calcolo Esempi: –LHCb: ~700 anni di CPU nel 2005 sull’infrastruttura EGEE –ATLAS: più di 20,000 jobs al giorno  Analisi completa: si veda S.Campana et al., “Analysis of the ATLAS Rome Production experience on the EGEE Computing Grid“, e- Science 2005, Melbourne, Australia –Molta attività in tutte le applicazioni coinvolte (incluso, come usuale, molta attività in esperimenti non- LHC come BaBar, CDF e D0) ATLAS LHCb

26 Messina, Industrial Day, 18.06.2008 Conclusioni La ricerca della particella di Higgs ha dato inizio ad una attività di ricerca e di sviluppo Il problema computazionale associato e’ estremamente complesso ed e’ stata scelta una soluzione innovativa: grid Nello sviluppo di grid e’ stato profuso una notevole quantita di risorse, anche della Comunita Europea, che ha scomesso sulle potenzialita’ delle infrastrutture grid come strumento per la ricerca europea Tra le ricadute: –Piani per una infrastruttura europea sostenibile per la ricerca e l’innovazione –Sviluppo di una infrastruttura planetaria –Enormi ricadute su tanti altri domini scientifici e tecnologici