再稼働迫るCERNの大型ハドロン衝突型加速器--陰で支えるIT技術

Andrada Fiscutean (Special to ZDNet.com) 翻訳校正: 編集部 2015年03月19日 06時00分

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 あるボタンを押すだけで、人類がこれまでに作った中で最も大きな装置が稼働する。スイスのジュネーブ近郊の地下約100mに設置された大型ハドロン衝突型加速器(Large Hadron Collider:LHC)は数週間以内に再稼働し、再び歴史的な偉業を成し遂げようとしている。欧州原子核研究機構(CERN)では、世界がどのようにして誕生したのか、そして、ビッグバンの直後に何が起きたのかを解明するため、膨大な数の研究者たちが実験に従事している。ほとんどの場合、研究の大躍進の功績を独占するのは、物理学者である。しかし、彼らもIT要員の協力がなければ、偉業を成し遂げることはできなかったはずだ。

 ITデータ&ストレージサービスグループのリーダーを務めるAlberto Pace氏は米ZDNetに対し、「CERNに到着したとき、私がすぐに感じたのは、ここは科学の天国だということだ」と述べた。Pace氏によると、LHCの設置場所であるCERNで同氏が直面している難題は、「匹敵するものがない分野のものが多い」という。

 Pace氏とそのチームは、歴史上最も興奮に満ちた、ヒッグス粒子を発見した科学実験に参加している。ヒッグス粒子は1960年代に提唱されたが、研究者が実験を通してその存在を確認できたのは、ほんの数年前の2012年のことだった。

 ヒッグス粒子とは、正確には何なのだろうか。そして、どのような役割を果たすのだろうか。物理学者は、ヒッグス粒子がほかの粒子に質量を与えることは理解しているが、ヒッグス粒子の特徴の多くは現時点では謎に包まれたままだ。世界で最も大規模かつ強力な粒子衝突器であるLHCのアップグレードにより、この不思議な粒子について、物理学者はさらに多くのことを学べるはずだ。

 すべての実験は、全周27kmの円形地下トンネルで行われる。トンネルの深さは地下50mから175mまで、さまざまだ。このトンネル内で、2つの反対方向から粒子ビームが光速に近い速度で発射されると、粒子同士が正面衝突して、新しい粒子が形成される。新しい粒子は、LHCの検出器によって見つけ出される。温度は摂氏マイナス270度に達し、LHCには1万1000アンペアの電流が供給される。

 今回のアップグレードにより、粒子衝突時の総エネルギー量が3年前の8兆電子ボルトから13兆電子ボルトに引き上げられた。この数字を分かりやすく説明すると、13兆電子ボルトでリンゴが月に衝突した場合、直径9.5kmのクレーターができる。

 改良された新しいLHCの狙いは、ヒッグス粒子の特徴だけでなく、暗黒物質や暗黒エネルギー、余剰次元、反物質、超対称性、そしてクォークグルーオンプラズマ(ビッグバン後に発生した高温のスープのようなもの)についても、より多くのことを発見することだ。

データはどのように移動するのか

 LHCの検出器の中心では、毎秒何億回もの粒子衝突が発生する。センサによって毎秒約1ペタバイトのデータが生成されるが、これは、ある一定の時間にわたって生成が続けば、世界のどんなコンピューティングシステムも保存できないデータ量だ。

 データの大半はすぐに捨てられる。高度なシステムが科学者の興味を引くかもしれないデータを選別し、それ以外のデータを排除するからだ。その後、数万個のプロセッサコアがさらに一歩踏み込んで、残りのイベントから1%だけを選ぶ。その後、この1%の情報が保存され、物理学者によって分析される。

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提供:CERN
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