Ya sabemos que el Gran Colisionador de Hadrones (LHC) será el experimento de física más grande y costoso jamás realizado por la humanidad. La colisión de partículas relativistas a energías previamente inimaginables (hasta la marca de 14 TeV para el final de la década) generará millones de partículas (conocidas y aún por descubrir), que necesitan ser rastreadas y caracterizadas por enormes detectores de partículas. Este experimento histórico requerirá un esfuerzo masivo de recolección y almacenamiento de datos, reescribiendo las reglas de manejo de datos. Cada cinco segundos, las colisiones de LHC generarán el equivalente de un DVD de datos, es decir, una tasa de producción de datos de un gigabyte por segundo. Para poner esto en perspectiva, una computadora doméstica promedio con una muy buena conexión puede descargar datos a una velocidad de uno o dos megabytes por segundo (si tiene mucha suerte, obtengo 500 kilobytes / segundo). Entonces, los ingenieros de LHC han diseñado un nuevo tipo de método de manejo de datos que puede almacenar y distribuir petabytes (millones de gigabytes) de datos a colaboradores de LHC en todo el mundo (sin envejecer y gris mientras se espera una descarga).
En 1990, la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN) revolucionó la forma en que vivimos. El año anterior, Tim Berners-Lee, físico del CERN, escribió una propuesta para la gestión de la información electrónica. Expuso la idea de que la información podría transferirse fácilmente a través de Internet utilizando algo llamado "hipertexto". Con el paso del tiempo, Berners-Lee y el colaborador Robert Cailliau, ingeniero de sistemas también en el CERN, crearon una única red de información para ayudar a los científicos del CERN a colaborar y compartir información de sus computadoras personales sin tener que guardarla en dispositivos de almacenamiento engorrosos. El hipertexto permitió a los usuarios navegar y compartir texto a través de páginas web usando hipervínculos. Luego, Berners-Lee creó un navegador-editor y pronto se dio cuenta de que esta nueva forma de comunicación podría ser compartida por un gran número de personas. Para mayo de 1990, los científicos del CERN llamaron a esta nueva red de colaboración Red mundial. De hecho, el CERN fue responsable del primer sitio web del mundo: http://info.cern.ch/ y un ejemplo temprano de cómo se veía este sitio se puede encontrar a través del sitio web del Consorcio World Wide Web.
Por lo tanto, el CERN no es ajeno a la gestión de datos a través de Internet, pero el nuevo LHC requerirá un tratamiento especial. Como destacó David Bader, director ejecutivo de informática de alto rendimiento en el Instituto de Tecnología de Georgia, el ancho de banda actual permitido por Internet es un gran cuello de botella, lo que hace que otras formas de intercambio de datos sean más deseables. "Si miro el LHC y lo que está haciendo para el futuro, lo único que la Web no ha podido hacer es administrar una riqueza fenomenal de datos", Dijo, lo que significa que es más fácil guardar grandes conjuntos de datos en discos duros de terabytes y luego enviarlos por correo a los colaboradores. Aunque el CERN había abordado la naturaleza colaborativa del intercambio de datos en la World Wide Web, los datos que generará el LHC sobrecargarán fácilmente los pequeños anchos de banda actualmente disponibles.
Esta es la razón por la cual se diseñó la red de computación LHC. La cuadrícula maneja la gran producción de conjuntos de datos LHC en niveles, el primero (Tier 0) se encuentra en el sitio en el CERN cerca de Ginebra, Suiza. El Nivel 0 consiste en una enorme red de computadoras paralelas que contiene 100,000 CPU avanzadas que se han configurado para almacenar y administrar de inmediato los datos sin procesar (1s y 0s de código binario) bombeados por el LHC. Vale la pena señalar en este punto, que no todas las colisiones de partículas serán detectadas por los sensores, solo se puede capturar una fracción muy pequeña. Aunque solo se puede detectar un número comparativamente pequeño de partículas, esto todavía se traduce en una gran producción.
El nivel 0 gestiona porciones de los datos generados mediante la voladura a través de líneas dedicadas de fibra óptica de 10 gigabits por segundo a 11 Tier 1 sitios en América del Norte, Asia y Europa. Esto permite a colaboradores como el Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC) en el Brookhaven National Laboratory en Nueva York analizar datos del experimento ALICE, comparando los resultados de las colisiones de iones de plomo del LHC con sus propios resultados de colisión de iones pesados.
Desde las computadoras internacionales de nivel 1, los conjuntos de datos se empaquetan y se envían a 140 El nivel 2 redes informáticas ubicadas en universidades, laboratorios y empresas privadas de todo el mundo. Es en este punto que los científicos tendrán acceso a los conjuntos de datos para realizar la conversión del código binario en bruto en información utilizable sobre energías y trayectorias de partículas.
El sistema de niveles está muy bien, pero no funcionaría sin un tipo de software altamente eficiente llamado "middleware". Al intentar acceder a los datos, el usuario puede desear información que se distribuya a través de los petabytes de datos en diferentes servidores en diferentes formatos. Una plataforma de middleware de código abierto llamada Globo tendrá la gran responsabilidad de recopilar la información requerida sin problemas como si esa información ya estuviera dentro de la computadora del investigador.
Es esta combinación del sistema de niveles, conexión rápida y software ingenioso lo que podría expandirse más allá del proyecto LHC. En un mundo donde todo se está volviendo "a pedido", este tipo de tecnología podría hacer que Internet transparente al usuario final Habría acceso instantáneo a todo, desde datos producidos por experimentos en el otro lado del planeta, hasta ver películas de alta definición sin esperar la barra de progreso de descarga. Al igual que el invento de HTML de Berners-Lee, el LHC Computing Grid puede revolucionar la forma en que usamos Internet.
Fuentes: Scientific American, CERN
