I en ny version af det populære LHC@home projekt, hvor frivillige stiller deres personlige computere til rådighed for Cern-forskere, vil man nu kunne simulere højenergi-kollisioner af protoner fra Cerns Large Hadron Collider (LHC).

Du og jeg vil dermed aktivt kunne hjælpe forskerne med at lede efter nye fundamentale partikler som f.eks. Higgs-bosonen – hvis den altså findes.

»Det nye projekt har lige nu arbejdstitlen Test4Theory og vil give almindelige borgere mulighed for at køre simulationer af, hvad der foregår i partikelacceleratoren på Cern. Resultaterne vil blive sendt til en central database, der bruges som fælles ressource af både de eksperimentelle og teoretiske fysikere, der arbejder på LHC,« siger en af hovedforskerne bag projektet, den danske teoretiske fysiker Peter Skands, til Ingeniøren.

Konkret går projektet ud på at gøre simuleringer af, hvordan protonkollisioner i LHC danner nye fundamentale partikler, tilgængelige på nettet, så folk kan hjælpe med at finjustere modellernes parametre. Det kan være med til at forklare, hvordan alt stof i vores verden hænger sammen på mindste skala, i den såkaldte 'standardmodel' af universet, som fysikerne har udviklet.

Simuleringerne af de mange mulige parameterkonfigurationer af standardmodellen vil generere titusinder af plots, som forskerne så vil bruge til at sammenligne med hinanden og med data fra partikelacceleratoren.

»Det er meget vigtigt arbejde. Vi prøver at få folk til at hjælpe os med at finde den bedste beskrivelse af naturen,« siger Skands.

Stort beregningsarbejde
Projektet er netop gået ind i beta-stadiet, hvor det er målet at skabe en fuld 'virtuel LHC' – en forbindelse med så mange computere, at man vil kunne simulere over 40 millioner sammenstød per sekund, hvilket svarer til den faktiske ydeevne af den 27 kilometer lange partikelaccelerator i undergrunden nær Geneve i Schweiz.

I næste fase bliver simuleringerne visualiseret, så brugerne med deres egne øjne kan se, hvad det er, der bliver beregnet på deres computere, koblet med flere tekniske beskrivelser af, hvilken fordeling af parametre der undersøges i en given stund.

I den sidste fase vil brugerne selv kunne ændre på parametrene og dermed interaktivt deltage med eksperterne fra LHC i at finjustere modellen for at finde den version, der passer bedst med data fra kollisionerne, samt at estimere usikkerheden ved de resulterende modeller. En heldig fru Jørgensen vil med andre ord kunne være det første menneske, der med sin hjemmecomputer regner på netop den konfiguration af parametre, som viser sig at være den bedst egnede til at beskrive partiklernes adfærd i højenergiacceleratoren LHC.

Den væsentligste årsag til, at fysikerne begynder at 'crowdsource' data fra Cern, er ikke kun at ville popularisere partikelfysik, det er også at få hjælp. Finjusteringen af simuleringerne er en stor beregningsmæssig udfordring. For at få dem til at passe så godt som muligt til de eksisterende eksperimentelle data må man gå ind i et særdeles omfattende statistisk analysearbejde med at undersøge hundredvis af variabelkombinationer og udlodde selv de fjerneste afkroge af distributionerne. Desuden tilføjes løbende de nye data fra LHC, hvilket øger sandsynligheden for, at man kan finde helt nye partikler.

Cerns fysikere har adgang til et verdensomspændende netværk af ca. 100.000 computere i datacentre på universiteter. Alligevel er finjusteringen af simulationerne en så stor beregningsmæssig udfordring, at der altid er brug for mere regnekraft.