ALICE stellte einen neuen Rekord auf - HFHF-Wissenschaftler waren an entscheidender Stelle mit dabei!
Das ALICE-Experiment stellten wir schon an anderer Stelle in diesem Blog vor, hier wird das Quark-Gluon-Plasma untersucht, welches für einige Sekundenbruchteile nach dem Urknall existierte. Zum ersten Mal wurden jetzt bei ALICE am CERN Kollisionsenergien von 5,36 Teraelektronenvolt pro Blei-Blei-Kollision erzeugt. Das ist die weltweit höchste erreichte Kollisionsenergie. Das Team um den Wissenschaftler der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR Harald Appelshäuser von der Goethe-Universität haben den zentralen ALICE-Detektor auf diese Energien und Kollisionsraten vorbereitet und sind gespannt auf neue Erkenntnisse über die Entstehung des Universums.
Der Large Hadron Collider (LHC) wurde in den vergangenen vier Jahren umgebaut und die Luminosität (die Anzahl der Kollisionen pro Zeit) und die Energie wurden nochmals erheblich gesteigert. So können nun deutlich mehr Blei-Ionen als zuvor beschleunigt werden und potentiell neue Einblicke in die Geschichte des Universums geben und uns einen Stück näher an den Urknall bringen. Um die höhere Luminosität und Energie aber verarbeiten zu können mussten die Detektoren verbessert werden. So wurde insbesondere das Herzstück von ALICE, die sogenannte Time Projection Chamber (TPC), komplett ausgetauscht. Die Projektleitung dieses bislang zehnjährigen Unterfangens liegt bei dem HFHF-Wissenschaftler Harald Appelshäuser vom Institut für Kernphysik der Goethe-Universität Frankfurt.
Mit den aktuell am CERN durchgeführten Tests mit Blei-Ionen können die ALICE-Forscherinnen und Forscher überprüfen, ob die Auslese und Signalverarbeitung wie erwartet funktionieren. Eine große Herausforderung sind dabei die enormen Datenmengen, die während der Messungen anfallen und allein für die TPC im Bereich von mehreren Terabyte pro Sekunde(!) liegen. Dieser Datenstrom muss in Echtzeit ausgelesen werden und sofort voranalysiert werden. Nur so kann man sicherstellen, dass man nicht alles speichern muss, was aufgrund der großen Datenmengen nicht möglich ist.
Eigens hierzu wurde das Rechencluster EPN (Event Processing Nodes) für das Experiment aufgebaut. Das EPN-Cluster basiert sowohl auf konventionellen Prozessoren (CPUs) als auch auf speziellen Grafikprozessoren (GPUs). Die Leitung dieses Projekts liegt beim HFHF-Wissenschaftler Volker Lindenstruth vom Frankfurt Institute for Advanced Studies und der Goethe-Universität. Dieser ist in der Helmholtz Forschungsakademie Hessen für FAIR der Experte für Rechnerarchitekturen, die CPUs und GPUs verbinden.
Die ersten Messungen bei der neuen Energie sind ein riesiger Erfolg für das ALICE-Experiment am CERN. Nicht nur Harald Appelshäuser und Volker Lindenstruth können es kaum abwarten, bis es vollständig losgeht mit den neuen Strahlzeiten und Messungen.