CERN und Intel kooperieren bei Grid-Forschung

Intel ist eine so genannte Industrie-Kooperation mit dem CERN eingegangen. Dabei verpflichtet sich der Chiphersteller im Laufe der nächsten drei Jahre mindestens 2,4 Millionen Schweizer Franken zu investieren. Ziel der Kooperation ist es, im Rahmen des Open-Lab-II-Projektes die Datenübertragung für den im Bau befindlichen Teilchenbeschleuniger LHC (Large Hadron Collider) sicherzustellen. Dabei setzt man auf ein Grid, bei dem viele Computer sich weltweit Daten, Speicher- und Rechenresourcen teilen sollen. Einige Forscher sprechen sogar von einem Nachfolger vom World Wide Web (WWW) – so könnte in Zukunft Rechenleistung ebenso transparent verteilt werden wie derzeit Informationen im WWW.

Bei der Suche nach dem Higgs-Boson fallen rund 1,5 GByte/s an Daten an. Diese sollen direkt an sieben Rechenzentren rund um die Welt verteilt und dort analysiert werden. Erste Testerfolge wurden bereits dieses Jahr erzielt.

Der LHC befindet sich noch im Bau und wird bei seiner Fertigstellung im Jahr 2007 die wohl größte Maschine der Welt sein. Der Ring in dem die zwei Hadronenstrahlen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in entgegengesetzter Richtung zirkulieren, hat einen Umfang von 27 Kilometern. Die gesamte Installation liegt 100 Meter unter der Oberfläche. Die vier großen Experimente Alice, Atlas, CMS und LHC B liegen in unterirdischen Hallen, die die Wissenschaftler liebevoll Kathedralen nennen. Die größte (Atlas) hat eine Breite von 35 m und eine Länge von 55 m. Die Höhe beträgt 40 m.

Hadronen sind Teilchen, die aus Quarks bestehen, ihre wohl bekanntesten Vertreter sind Protonen und Neutronen. Im LHC sollen ab 2007 primär Proton-Proton-Kollisionen untersucht werden, bei deren Kollision man davon ausgeht, dass Higgsche Bosonen entstehen. Die kinetische Energie eines einzelnen Hadrons – zum Beispiel eines Protons oder Neutrons – beträgt vor der Kollision 7 TeV. Bei der Kollision von zwei Protonen wird daher eine Energie von 14 TeV umgewandelt. Dies soll rund 40 Millionen mal pro Sekunde geschehen. Die Gesamt-Energie eines Strahls gibt das CERN mit 362 MJoule an. Das entspricht der Energie, die bei der Detonation von 86 kg TNT frei wird. Die Führung des Strahls übernehmen starke Elektromagnete, die im Supraleitenden Bereich arbeiten. Dazu kühlt superfluides Helium die Spulen auf 1,9 Kelvin (-271 °C). Nur so können sie Strömen von bis zu 12850 Ampere standhalten.

Das Higgsche Boson gilt als der "Missing Link" in der Teilchenphysik und somit als der Heilige Gral der Physiker. Findet man es, so kann man nachweisen, warum alle anderen Teile die Massen besitzen, die man messen kann. Es besitzt keine elektrische Ladung und ist extrem schwer nachzuweisen. Am LEP (Large Electron-Positron Collider), dem Vorgänger des LHC, gelang dies nicht. Unter Physikern ist man der Überzeugung, dass es aber bei Kollisionsenergien von bis zu 14 TeV erkennbar sein muss – falls die Theorie von Peter Higgs stimmt.

Siehe dazu auch: (bbe)

• Jagd nach dem Gott-Partikel in Technology Review 12/04
• Hohe Datenraten für großen Teilchenbeschleuniger
• LHC-Grid besteht wichtigen Performance-Test
• Vom Urknall bis zum World Wide Web -- das CERN wird 50