HEP Grid in Göttingen Status und Pläne
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- Timo Hertz
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1 HEP Grid in Status und Pläne Arnulf Quadt LHC at CERN Tevatron at Fermilab II. Göttinger Grid Seminar Grid zum Anfassen 13. September September 13. April: Top Quark 2007:Physics HEP Grid at Hadron in, Colliders Status Arnulf und Quadt Pläne Arnulf TU Quadt Dresden Seminar Pa Seite ge 11
2 Ziel der Elementarteilchenphysik grundlegende Strukturen & Gesetze der Natur von den größten Strukturen des Universums zu den kleinsten Dimensionen im Mikrokosmos... erforschen was die Welt im Innersten zusammenhält... Reduktionsprinzip : verschiedene elementare Bausteine wenige fundamentale Wechselwirkungen 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 2
3 Elementare Bausteine `Baukasten' aus Spin 1/2 Teilchen (Quarks & Leptonen) + Antiteilchen September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 3
4 Urknallreaktionen im Labor Materie Antimaterie Kollisionen bei hohen Energien (=Temperaturen) Alle Teilchen haben hohe Energien (=Temperatur) gezielt, kontrollierte einzelne Reaktionen und deren Aufzeichnung und kollidieren unkontrolliert 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 4
5 Teilchenbeschleuniger 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 5
6 Das TEVATRON am Fermilab Chicago CDF DØ 60 km Bo os ter Teva tron _ p s ou rce p _ p ~700 Physiker pro Experiment Main I nj ect or & R ecy cle r p _ p s = Te V, t = 39 6 ns 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 6
7 Der Large Hadron Collider LHC CMS ATLAS Der Large Hadron Collider: Proton Proton Collider erste Kollisionen in 2008 hohe Energie: s = 14 TeV 40 Mio. Kollisionen pro Sekunde 4 Experimente: ATLAS, CMS, ALICE, LHC B ~2000 Physiker pro Experiment 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt LHC Dipole LHC Quadrupole Seite 7
8 Das CDF & DØ Experiment 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 8
9 Das ATLAS und CMS Experiment 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 9
10 Erwartete Bilder: Higgs Zerfälle 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 10
11 Analysenmethoden in HEP Rekonstruktion und Kalibration von Detektorsignalen Teilchensorte und Kinematik Simulation (4 er Vektoren, Hadronisierung, Detektor, Rekonstruktion) Ereignisauswahl und Trigger Datenanalyse (Zählexperiment, Massen...) 3 Beispiele: Suche nach neuer Physik (Untergrund MC) Präzisionsmessung bekannter Physik (Signal MC) Präzisionsmessung bekannter Physik (Ereignisanalyse numerische Integration,...) 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 11
12 Suche nach neuer Physik W tt single top 2 :=1 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 12
13 Messung bekannter Physik Dataset Data Wbb MC tt MC Mass fitter Signal/background templates Data 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Likelihood fit (mtop, Δ JES, nb, ns) Result Seite 13
14 Massenmessung Ereigniswahrsch. durch Faltung differentieller Wirkungsquerschnitt mit Auflösung: Proton W g W Anti Proton b Jet l ν Lepton q' _ q _ b P m x, m t = Acc x missing ET Jet Jet Jet Wähle genau 4 Jets Summiere alle Jet Parton Kombinationen Energieauflösung für μ, light quark und b Jets 1 n dq dq f q f q d σ y ; m t W x, y σ Akzeptanz PDF s (selection, trigger,...) & Normierung LO Matrix Element Detektor Auflösung Phasenraum & Δ JES = diff. Xsec Pbkg(x) entsprechend... Ereigniswahrscheinlichkeit Pi 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 14
15 Produktionsraten interaction rate Low L σtt Max Lumi Top pairs Produced /day Top pairs(l+j) after selection /day ~ ~ ~ Year 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 15
16 Trigger ATLAS/CMS first trigger level : input > DVDs per second output > 22 DVDs per second need to be very fast need to store/ship large data volume make sure not to loose new physics! 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 16
17 ATLAS Daten Formate RAW Daten ~1.6 MB/Ereignis Signale aller Subdetektoren volle Information ESD (Event Summary Data ) ~0.5 MB/Ereignis Rekonstruierte Ereignisse, Informationen über Einzeltreffer benutzt für Kalibrationsstudien AOD (Analysis Object Data) ~0.1 MB/Ereigniss Komprimierte Ereignisinformationen nach Kalibrierung Benutzt für Analysen Müssen neu prozessiert werden, um neue Kalibrationen zu enthalten Ntuple/Trees Analyse spezifische Informationen/Formate 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 17
18 Computing für die Teraskala Bedingung für Physik Analysen: Schneller und leichter Zugang zu CPU und Speicher LCG Grid Zentren in Deutschland (Tier 1/2/3) Aufbau eines Nationalen Analysezentrum hohe Bandbreite zwischen Partnern verteilte Ressource Teil des World Wide Grid 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 18
19 Computing für die Teraskala Tier 0 am CERN Massenspeicherung von Rohdaten schnelle Produktion von ESDs und AODs Tier 1 Tier 1 (~10 Zentren weltweit) Rekonstruktion der Rohdaten Produktion von neuen ESDs und AODs Tier 2 (~ 30 Zentren weltweit) Simulation von Monte Carlo Ereignissen Kalibrationen Tier 3 Physik Analysen 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 19
20 Typisches Tier 2 Total disk (TB) disk/tier2 Total CPU (ksi2k) CPU/Tier Aus ATLAS computing TDR, gerechnet für 30 Tier 2 Zentren September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 20
21 Hochenergiephysik in Lehrstuhl seit Oktober 2006 (A.Quadt) zweite Professur (Exp.) berufen dritte Professur (neu, Exp.) in Vorbereitung zwei Nachwuchsgruppen in Vorbereitung (Theorie und Exp.) Experimente: DØ am Tevatron ATLAS am LHC (Schwerpunkt) ILC (in Vorbereitung) Astroteilchenphysik (etwas später) Detektorentwicklung (Halbleiterdetektoren, Mikroelektronik) High Level Trigger Grid Computing (Tier 3, anteiliges Tier 2)... aktuell zwei Testknoten von MediGrid bei GWDG... Danke! Datenanalyse (Physik) 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 21
22 Tevatron/Grid Erfahrung unsere Göttinger HEP Grid Erfahrung... C.Ay, J.Meyer, A.Q aus DØ am Tevatron/am GridKa... SAMGrid (Globus) Ereignis Rekalibration/Rerekonstruktion MC Ereignissimulation/Produktion im Grid (GridKa, UK, Frankreich, US...) JIM (scheduling für DØ Grid) 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt C.Ay, J.Meyer, A.Q. C.Ay, J.Meyer A.Quadt J.Meyer Seite 22
23 DØ Ereignis Reprozessierung Beispiel DØ in 2005 Luminosität Ereignisse input Rohdaten (250 kb/evt) output DSTs (150 kb/evt) output TMBs (70 kb/evt) Time 50 s/evt GridKa Lyon Nikhef SAR UK Westgrid 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt 500 CPUs 220 CPUs 500 CPUs 230 CPUs 750 CPUs 900 CPUs estimated contribution in CPS equivalent to 1 GHz PIII 0.47 fb TB 150 TB 70 TB months CPUs über 6 Monate Grid Software SAMGrid (Globus) 100% remote processing Bandbreite!!! Reprocessing Resources Seite 23
24 DØ Ereignis Reprozessierung Example DØ in 2006/7 (Run IIb) Events 500 Millionen Time 1500 CPUs für 4Monate Grid Software SAMGrid+SAMGrid Schnittstelle zum OSG (Open Science Grid) CD tower with raw data input Februar 2006: CERN Grid Test mit echten Daten 1 GB/s (4.5 s pro DVD) zu 12 Computer Zentren weltweit 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 24
25 Förderung/Finanzierung Berufungsmittel (A.Quadt,...) DFG (als Heisenberg Stipendiat) MWK Niedersachsen Helmholtz Allianz Antrag D GRID/BMBF Sondermittel Investitionsmittel Personalmittel Personalmittel Personalmittel Investitionsmittel BMBF FSP 101 ( DFG SFB) Fakultät Physik Personal Personal Ende 2007 Frühling 2008 Sommer erstes Cluster (Theorie & HEP) Grid Installation/Zertifikation Cluster Erweiterung Cluster Erweiterung 13. September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 25
26 Partner und Verbünde Für HEP Grid: Theoretische Physik & Fakultät Physik GWDG DESY (federated Tier 2, QUATTOR, DCACHE,...) weitere ATLAS Tier 2 in Deutschland (Mu, Fr, Wu, DESY) CMS Tier 2 in Deutschland (Aa, DESY) weitere LCG Partner weltweit (mit einigen Kontakt aus Tevatron Zeiten) Wuppertal Installations Workshop (Juli 2007) Für Göttinger Grid Ressourcen Zentrum MediGrid, TextGrid, InstantGrid, GWDG,... gemeinsame Seminar, Nachwuchsausbildung Synergie:gemeinsame Expertise in Hardware, Software, Middleware, Netzwerk, September 2007: HEP Grid in, Status und Pläne Arnulf Quadt Seite 26
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