PDA

Просмотр полной версии : Большой Адронный Коллайдер своими глазами


____Neff Teka Smeg AEG Midea__
█████████████████████████████████
Матрасы!
Царские Перина и Орматек
Телефоны X I A O M I
Телефоны и другие гаджеты XIAOMI по лучшим ценам для фаритчан)
benegenetriivir
07-10-2013, 14:40
Большинство, конечно, знают о существовании Большого Адронного Коллайдера и видели его фотографии, но вот вероятность посмотреть на него своими глазами для обыкновенного человека, я думаю, меньше, чем вероятность появления бозона Хиггса на этом самом коллайдере. Поэтому, когда летом на элементах.ру появилась маленькая заметка о том, что CERN (Центр Европейских Ядерных Исследований) в конце сентября проводит день открытых дверей, у меня не было сомнений — надо ехать.

Особенностью всего этого является то, что CERN — это не музей, а работающие лаборатории и то, что они показывают является реальными научными установками.

Оказалось, однако, что свободно можно посещать только те места, которые находятся на поверхности земли, а коллайдер, как всем известно, находится глубоко под землей. Для посетителей CERN выбрал несколько точек в коллайдере на которые можно было взять именной билет (бесплатно) на специальном сайте и количество этих билетов было строго ограничено. Причем одному человеку разрешалось взять только один билет. Не буду вдаваться в подробности, как я мониторил их сайт на предмет появления билетов — как я потом понял билеты появлялись в случайные промежутки времени (что вобщем-то справедливо, поскольку давало шанс всем желающим получить билет). В конце концов мне досталось посещение CMS — Compact Muon Solenoid — одного из двух детекторов, на котором был открыт бозон Хиггса (второй детектор — Атлас).

Compact Muon Solenoid — это такой самый большой в мире соленоид, в котором создается магнитное поле и исследуются распады заряженных частиц, в основном мюонов. Мое путешествие к данному детектору началось с поезки на автобусе к точке 5 — где этот самый прибор находится. Надо сказать, что длина окружности коллайдера составляет 27 километров на территории Франции и Швейцарии и перемещаться между различными точками представляет непростую транспортную задачу. К счастью, организаторы пустили бесплатные автобусы между всеми интересными местами и я приехал туда на таком автобусе. Само здание на поверхности представляет собой довольно большое сооружение с воротами.
http://habr.habrastorage.org/post_im...55998438a8.jpg

На этой фотографии видно, что находится внутри здания.
http://habr.habrastorage.org/post_im...7dd6932289.jpg

Надо сказать, что посетители должны регистрироваться по своему билету и получить бэдж. Перед самыми воротами людей делят на группы по 15 человек и выделяют по одному гиду из числа местных сотрудников. Нашей группе достался молодой американский аспирант, работающий на коллайдере. У всех отбирают сумки и выдают каски. Это я, готов к погружению спуску.
http://habr.habrastorage.org/post_im...868e04224c.jpg
Перед спуском под землю наш аспирант рассказывает о том, что такое CMS и для чего он нужен. Народ внимательно слушает рассказ про мюоны и магнитное поле.
http://habr.habrastorage.org/post_im...bb21727f0f.jpg

Далее аспирант говорит, что детектор построен группой стран, кажная из которых внесла определенное количество денег. Кроме России. Россия оказалась самой хитрой умной и получила свое место за сцинтилляционные кристаллы, которые раньше использовались в какой-то военной программе, а потом их хотели выбросить, но не выбросили, а отдали в CERN. После рассказа, заставившего меня гордиться своей Родиной, наш гид провел короткий инструктаж по технике безопасности, который заключался в том, что все будет хорошо, и если даже мы застрянем в лифте то нас быстро вытащат.
http://habr.habrastorage.org/post_im...5dbfc5e09a.jpg
Народ проникся.
http://habr.habrastorage.org/post_im...0fc6a45919.jpg

Наконец мы идем к лифту:
http://habr.habrastorage.org/post_im...f25f3c8933.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:42
И набиваемся в него как сельди в бочке.
http://habr.habrastorage.org/post_im...1c84a8a4df.jpg

После непродолжительного спуска, при котором у всех заложило уши, мы оказываемся на глубине около 100 метров. Двери лифта открываются и мы оказываемся в half-life:
http://habr.habrastorage.org/post_im...3e650cf582.jpg

Мы идем по длинному подземному коридору:
http://habr.habrastorage.org/post_im...71a409f4db.jpg

И вдруг…

Коридор резко заканчивается и мы оказываемся в огромном зале высотой с пятиэтажный дом и огромным цилиндром посередине. Невозможно описать словами это зрелище. Пожалуй, даже фотографии не передают грандиозности сооружения!
http://habr.habrastorage.org/post_im...cbe42ccd5b.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...1e6aa4f914.jpg

Тысячи проводов опутывают цилиндр. Как сказал наш гид, в этом детекторе миллионы измерительных каналов, а энергии, запасенной магнитным полем достаточно, чтобы расплавить десять тонн золота.
http://habr.habrastorage.org/post_im...b349ef4452.jpg

http://habr.habrastorage.org/post_im...54fe673a9e.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:43
http://habr.habrastorage.org/post_im...f660a6a443.jpg

Грандиозность сооружения вызывает уважение и восторг за возможности человеческого гения.
http://habr.habrastorage.org/post_im...11eb1d2614.jpg

http://habr.habrastorage.org/post_im...1612f9b935.jpg

http://habr.habrastorage.org/post_im...597fea8266.jpg
Наш гид что-то объясняет зачарованным гостям.
http://habr.habrastorage.org/post_im...e73755cc8c.jpg

А там у нас есть та-а-акой прибор.
http://habr.habrastorage.org/post_im...c9fa7687a5.jpg

Видно, что здесь несколько этажей.
http://habr.habrastorage.org/post_im...64d30d429a.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:44
Интересно, как местные инженеры разбираются со всеми этими проводами?
http://habr.habrastorage.org/post_im...1da7fa78b2.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...7938bff8dd.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...c891af2848.jpg

Постепенно продвигаемся вдоль детектора.
http://habr.habrastorage.org/post_im...e32fd41468.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...49963c5376.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...84b8d8eb44.jpg
Видны детали крупным планом.
http://habr.habrastorage.org/post_im...da74ce4671.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:46
http://habr.habrastorage.org/post_im...936147a3fd.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...c67dbc9026.jpg

Наконец детектор заканчивается и мы поднимаемся по лестнице вверх.
http://habr.habrastorage.org/post_im...61f3c5c596.jpg

Второй этаж.
http://habr.habrastorage.org/post_im...7436b9d73d.jpg
Опять попадаем в коридор.
http://habr.habrastorage.org/post_im...beecefd90a.jpg

Здесь находится телепорт в другое измерение хитрый шлюз. Для того, чтобы пройти через него, надо посмотреть в такую штуку, которая находится на уровне головы.
http://habr.habrastorage.org/post_im...2fa658c623.jpg

Но сегодня она не работает.
http://habr.habrastorage.org/post_im...23d4af4f80.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:47
а стене висят различные знаки. Особенно впечатляет знак, висящий под красной лампой.
http://habr.habrastorage.org/post_im...be30db02f2.jpg
Мы попадаем в вычислительный центр. Конечно, это небольшой вычислительный центр, который используется для предварительной обработки и хранения информации.
http://habr.habrastorage.org/post_im...ccab42c450.jpg
Видны стойки с оборудованием.
http://habr.habrastorage.org/post_im...c7ba23b5e3.jpg

Далее находится шахта, по которой доставляется оборудование.
http://habr.habrastorage.org/post_im...853597a8d4.jpg

Напоследок, наш гид рассказывает про историю создания этого детектора.
http://habr.habrastorage.org/post_im...0715ec89e7.jpg

Все идут к лифту и едут наверх.

Как известно, все это создается с целью познания природы и попыткой описать с помощью как можно меньшего числа уравнений. И вот к чему это привело на сегодняшний день: все наши текущие знания записаны в виде лагранжиана стандартной модели на этом камне. Надо добавить только гравитацию?

Если данная тема вызовет интерес я могу также рассказать про центр управления коллайдером и главный вычислительный центр.

benegenetriivir
07-10-2013, 14:51
Центр управления.



Как все знают, коллайдер содержит как несколько детекторов, каждый из которых является сложным прибором, требующим постоянного внимания, так и собственно ускоритель — трубу со сверхпроводящими магнитами в которых находится гелий для охлаждения. На макете хорошо видно, что внутри ускорителя существуют два канала для разгона частиц в противоположных направлениях.

http://habr.habrastorage.org/post_im...1ed8451495.jpg
Понятно, что для функционирования ускорителя и детекторов помимо гигантской электрической сети требуется сеть криогенных трубопроводов, вентилей, заглушек и прочего барахла на протяжении всех 27 километров. Жидкий гелий необходим для поддержания работы 1800 сверхпроводящих ниобий-титановых магнитов, которые создают магнитное поле для движения заряженных частиц по кругу. Эти магниты работают при температуре 1.9 по Кельвину. За счет этого магниты создают магнитное поле в 8 тесла. Для сравнения, такие же магниты при комнатной температуре могут создавать магнитное поле только в 2 тесла и потребляют значительно больше энергии. Надо сказать, что управление всем этим колхозом оборудованием является крайне непростой задачей, поскольку, хотя пучок частиц имеет микроскопические размеры, он обладает энергией автомобиля, который едет на скорости 1600 км/час, а энергия, запасенная в магнитах способна мгновенно расплавить 50 тонн меди. Собственно для управления всем этим и создан центр управления. Он находится на поверхности земли в средних размеров здании примерно в центре окружности коллайдера в Prevessin Campus. В настоящий момент коллайдер остановлен и находится на модернизации в результате которой он должен выйти на запланированную мощность в 2014 году. Поэтому в самом помещении не так много сотрудников и они общаются с посетителями
http://habr.habrastorage.org/post_im...fdf4b71971.jpg
Этот зал хорошо знаком по телевизионным репортажам, хотя его обычно снимают со второго этажа. Видно, что он поделен на сектора и в каждом секторе стоит большое число мониторов, для отслеживания текущих параметров коллайдера (и не только его, поскольку в систему входит много других компонентов, например, предварительный ускоритель).
http://habr.habrastorage.org/post_im...76fda9d8a5.jpg
В некоторых секторах помимо мониторов находятся непонятные пульты управления.
http://habr.habrastorage.org/post_im...86bbe79b43.jpg
Несмотря на то, что коллайдер остановлен, постоянно идет отслеживание его параметров и центр управления работает круглосуточно, семь дней в неделю. На фотографии видно, что люди работают, пока посетители прохлаждаются.
http://habr.habrastorage.org/post_im...8c80ed5ea6.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...0957273b76.jpg
Любопытные посетители мучают вопросами сотрудников центра управления. Надо сказать, что все сотрудники были очень любезны и не отказывали в ответах даже на самые тупые вопросы посетителей.
http://habr.habrastorage.org/post_im...61638fb4c4.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:52
Еще один вид на угол с кучей телевизоров и мониторов.
http://habr.habrastorage.org/post_im...82683715a5.jpg
А это то, что выводится на мониторы крупным планом.
http://habr.habrastorage.org/post_im...aaddc3f98c.jpg
Видно, что коллайдер настолько сложный прибор, что без поллитра разобраться в нем не представляется возможным.
http://habr.habrastorage.org/post_im...d5d6bef858.jpg


В следующей части я расскажу про главный вычислительный центр, где происходит обработка и хранение результатов экспериментов.

benegenetriivir
07-10-2013, 14:53
Вычислительный центр.



В этой части я расскажу о месте, где хранят и обрабатывают то, что является продуктом работы CERN — результаты экспериментов. Речь пойдет про вычислительный центр, хотя правильнее, наверное, его назвать дата центром. Но сначала я немного коснусь проблематики вычислений и хранения данных в CERN. Каждый год один только Большой Адронный Коллайдер производит такое количество данных, что если их записать на CD, получится стопка высотой 20 километров. Это происходит из-за того, что при работе коллайдера пучки сталкиваются 30 миллионов раз в секунду и при каждом столкновении возникает примерно 20 событий, каждое из которых производит большое количество информации в детекторе. Конечно, эта информация обрабатывается сначала в самом детекторе, затем поступает в локальный вычислительный центр и только потом передается в главный центр хранения и обработки данных. Тем не менее, приходится обрабатывать примерно петабайт данных каждый день. К этому надо добавить то, что эти данные надо не только хранить но и распределять между исследовательскими центрами по всему миру, а кроме того, поддерживать примерно 4000 пользователей WiFi сети в самом CERN. Необходимо добавить, что существует вспомогательный центр хранения и обработки данных в Венгрии, с которым существует 100 гигабитный линк. При этом внутри CERN проложено 35000 километров оптического кабеля.
Однако, таким мощным компьютерный центр был не всегда. На фотографии видно, как менялось используемое оборудование с течением времени.

http://habr.habrastorage.org/post_im...4a8a38c71c.jpg
Сейчас произошел переход от мейнфреймов к гриду обычных РС. В настоящее время центр обладает 90000 процессорных ядер в 10000 серверов, которые работают 24 часа в сутки 7 дней в неделю. В среднем на этом гриде одновременно работает 250000 заданий по обработке данных. Этот вычислительный центр находится на пике современных технологий и, часто, двигает вычислительную технику и IT вперед для решения задач, необходимых для хранения и обработки таких больших объемов данных. Достаточно упомянуть то, что в здании, находящемся недалеко от вычислительного центра Тимом Бернерсом-Ли был изобретен World Wide Web (расскажите об этом тем идиотам альтернативно одаренным, которые, сидя в интернете, говорят, что фундаментальная наука не приносит пользы).

Однако вернемся к проблеме хранения данных. На фотографии видно, что в допотопные времена раньше данные хранились на магнитных дисках (Да, да, я помню эти диски объемом 29 мегабайт на ЕС ЭВМ).
http://habr.habrastorage.org/post_im...9bd721e99c.jpg
Чтобы посмотреть, как обстоят дела сегодня, я иду к зданию, где находится вычислительный центр.
http://habr.habrastorage.org/post_im...27cdb98553.jpg
Там, на удивление, народу не очень много и я довольно быстро прохожу внутрь. Нам показывают небольшой фильм, а затем ведут к запертой двери. Наш гид открывает дверь и мы оказываемся в достаточно большом зале, где находятся шкафы с магнитными лентами, на которых и записана информация.
http://habr.habrastorage.org/post_im...1bdb301b82.jpg
Большая часть зала занята этими самыми шкафами.
http://habr.habrastorage.org/post_im...54a07983f5.jpg
В них хранится порядка 100 петабайт информации (что эквивалентно 700 годам Full HD видео) в 480 миллионах файлов. Интересно, что к этой информации имеют доступ примерно 10000 физиков по всему миру в 160 вычислительных центрах. Эта информация содержит все экспериментальные данные начиная с 70-х годов прошлого века. Если присмотреться повнимательнее, видно, как эти магнитные ленты расположены внутри шкафов.
http://habr.habrastorage.org/post_im...a846640992.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:55
В некоторых стойках находятся процессорные модули.
http://habr.habrastorage.org/post_im...0c1e56f427.jpg
На столе располагается небольшая выставка того, что используется для хранения данных.
http://habr.habrastorage.org/post_im...9196c63671.jpg
Этот вычислительный центр потребляет 3.5 мегаватта электрической энергии и имеет свой дизель-генератор на случай отключения электричества. Надо также сказать про систему охлаждения. Она расположена снаружи здания и гонит холодный воздух под фальш-полом. Водяное охлаждение используется лишь на небольшом числе серверов.

Если взглянуть внутрь шкафа, видно, как происходит автоматическая выборка и загрузка магнитных лент.
http://habr.habrastorage.org/post_im...8e8ebda8bb.jpg
Пройдя далее можно увидеть стойки с другим оборудованием.
http://habr.habrastorage.org/post_im...a47e3894f9.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...8188adbc78.jpg
Вообще-то этот зал является не единственным залом, где расположена вычислительная техника, но то, что посетителей пустили хотя-бы сюда уже вызывает уважение к организаторам. Я сфотографировал то, что демонстрировалось на столе.
http://habr.habrastorage.org/post_im...c2541c3716.jpg
http://habr.habrastorage.org/post_im...cd4518f269.jpg

benegenetriivir
07-10-2013, 14:56
После этого появилась другая группа посетителей и нас попросили на выход. Делаю последнюю фотографию и покидаю вычислительный центр.

http://habr.habrastorage.org/post_im...9290f9eb52.jpg

В следующей части я расскажу про мастерские, где создается и собирается уникальное оборудование, которое используется в физических экспериментах.

tv2-117a
07-10-2013, 15:09
СЕрьезно, сам ездил? Интересная штука:)
Давай теперь тему "БАК своими руками"

ArsEND
10-10-2013, 20:26
Я бы нассал в эту печку.

benegenetriivir
10-10-2013, 20:36
зачем?

0010
10-10-2013, 21:20
Круто!
Отличный репортаж.

Mariol
17-10-2013, 22:50
круто, как ты на эту экскурсию попал? Я только в музей церна попал...это то сферическое здание...изза не знания языка нечего нипонимал (((

royk
17-10-2013, 23:10
что дало создание коллайдера??
там наверн механические часы портяться.. а люди с кардиостимуляторами не доходят до конца экскурсии

Mariol
18-10-2013, 01:45
Да там много полезных мелочей изобрели, не помню уже правда что:rolleyes:

А по сути это просто исследовательский институт, не каких комерческих целей

Турбосаунд
26-10-2013, 11:35
Изготовят они там антивещество и конец тогда Земле придет совсем.Атомную бомбу евреи сделали,водородную тоже.Осталось только антивещество создать для полного счастья.