КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 18-72-00070
НазваниеРазвитие методов компьютерной алгебры и программных инструментов для массивно-параллельных вычислений в физике высоких энергий
Руководитель Пославский Станислав Владимирович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , Московская обл
Конкурс №29 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-101 - Физика элементарных частиц
Ключевые слова распределенные вычисления, компьютерная алгебра, автоматизация вычислений, радиационные поправки, физика на коллайдерах
Код ГРНТИ29.05.00 27.17.33
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Исследования физических процессов на современных ускорителях элементарных частиц тесно связаны с развитием передовых компьютерных методов моделирования и обработки больших массивов данных. С точки зрения компьютерных методов, изучение типичного процесса --- например рождения бозона Хиггса или поиск редких распадов прелестных адронов --- состоит из двух принципиальных частей: компьютерного расчета с моделированием процесса на основе теоретических моделей (например Стандартной Модели или ее расширений с элементами Новой физики), и обработки сырых данных эксперимента, включая поиск и реконструкцию сигнальных событий, их анализ и сравнение с результатами моделирования. Для многих наиболее актуальных исследований, проводимых сегодня на Большом Адронном Коллайдере (Large Hadron Collider (LHC)) и в других ускорительных центрах мира, критически важно добиться максимально высокой точности как в теоретическом компьютерном моделировании процесса, так и в обработке сырых данных эксперимента. Пожалуй одна из важнейших задач современной физики -- поиск новых эффектов за пределами Стандартной Модели -- сопряжена с исследованием крайне редких процессов происходящих при столкновениях адронов. Для таких процессов, как например рождение прелестных адронов с последующим редким распадов, как теоретические расчеты (включающие вычисление тысяч петлевых диаграмм Фейнмана) с компьютерным моделированием, так и поиск сигнальных событий в огромной статистике эксперимента, являются крайне вычислительно-затратными задачами, требующими постоянного повышения производительности методов расчетов и вычислительных систем, применения новых массивно-параллельных архитектур, а также новых подходов в обработке данных с использованием алгоритмов искусственного интеллекта и машинного обучения.
Рассматриваемый проект направлен на развитие алгоритмов и практическую имплементацию методов компьютерной алгебры, а также численных методов, применяемых для расчетов физических процессов на современных ускорителях частиц с применением массивно-параллельных вычислительных архитектур. Реализация поставленных задач позволит в значительной степени продвинуться в исследованиях наиболее интересных физических процессов на современных ускорителях частиц. Более того, создание автоматизированных средств физических расчетов и моделирования на массивно-параллельных архитектурах, фактически переведет многие задачи, считающиеся сегодня “рекордными”, в разряд рутинных. В качестве прямого применения разрабатываемых методов, в рамках выполнения проекта будет решена одна из крайне важных задач -- теоретическое исследование процессов рождения прелестных адронов (связанных состояний b-u, b-d, b-s и b-c (анти)кварков) в ускорителе LHC в следующем за лидирующим порядке теории возмущений Квантовой Хромодинамики. Такое исследование подразумевает вычисление тысяч однопетлевых диаграмм Фейнмана, и следовательно тысяч CPU-часов вычислений. Предлагаемый подход к вычислению амплитуд с использованием массивно-параллельных архитектур, позволит радикально ускорить и облегчить задачу проведения таких исследований.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ