Scott Henwood, directeur, programme Logiciels de recherche
Ce billet s’intéresse à la façon dont le groupe de physique des hautes énergies (PHE) de l’Université de Victoria recourt à l’Informatique dans sa collaboration avec les chercheurs de la planète qui s’efforcent d’élucider la nature de notre univers. Les logiciels mis au point par ce groupe dans le cadre du programme Logiciels de recherche de CANARIE facilitent les expériences ATLAS poursuivies au grand collisionneur de hadrons (GCH) du CERN, en Suisse, ainsi que l’expérience Belle-II réalisée au laboratoire KEK, au Japon.
La physique des hautes énergies et le GCH : introduction
La physique des hautes énergies, ou physique des particules, est l’étude des forces qui régissent les interactions entre les particules élémentaires, c’est-à-dire celles qui ne peuvent être divisées en particules plus petites et qui forment les blocs à l’origine de l’univers. Les chercheurs du GCH se penchent sur les particules qui composent les protons et les neutrons formant le noyau des atomes. Protons et neutrons sont composés de particules subatomiques appelées quarks. En accélérant les protons jusqu’à ce qu’ils atteignent un très haut niveau d’énergie dans le GCH, les chercheurs font se heurter les quarks de deux faisceaux de protons et parviennent à étudier les conditions qui prévalaient à la naissance de l’univers, lors du big-bang.
La découverte du boson de Higgs : une particule élusive, 40 années de recherches et une initiative d’envergure planétaire
Peut-être vous rappellerez-vous qu’en juillet 2012, des chercheurs du GCH annonçaient avoir découvert une nouvelle particule qu’ils croyaient être le boson de Higgs, une particule associée au champ de Higgs, qu’on suppose donner leur masse aux autres particules. Le boson de Higgs se désintègre très rapidement à sa création. Si vite que la technologie actuelle ne permet pas de le détecter directement. Les chercheurs déduisent plutôt son existence en examinant les autres particules dans lesquels il devrait se désagréger. Environ une collision entre protons sur dix milliards engendre un boson de Higgs au GCH. Pour compliquer les choses, d’autres collisions pourraient donner lieu à des produits de désintégration semblables en aspect à ceux du boson de Higgs. La masse de données qui en résulte est si colossale (des centaines de milliers de téraoctets) qu’aucun pays ne possède des ressources en calcul suffisantes pour les analyser en un laps de temps raisonnable.
Un logiciel novateur accélère la découverte
C’est ici qu’entre en scène le logiciel du groupe PHE de l’Université de Victoria. L’équipe a conçu un programme ultra perfectionné pour gérer les calculs dans des installations informatiques d’un nouveau genre, ce qu’on appelle l’infonuagique. L’infonuagique a modifié le paradigme de l’informatique tant commerciale que scientifique. La population stocke et modifie ses photos dans des nuages; l’équipe de l’Université de Victoria en fait autant, mais de façon massive, grâce aux logiciels qu’elle a créés, pour analyser les données en PHE. Ces outils lui permettent d’utiliser les centres d’infonuagique partout sur le globe, y compris ceux exploités dans le commerce.
En quoi cela me concerne-t-il?
Une des principales raisons justifiant la poursuite de telles recherches est que nous ignorons exactement où elles mèneront. Les travaux initiaux réalisés en physique des particules, durant la deuxième moitié du siècle dernier, ont débouché sur la création des semi-conducteurs, aujourd’hui intégrés à tout ce qui fait appel à l’informatique. Ils ont donc eu un impact colossal sur presque tous les aspects de notre vie. Parmi les retombées de ces travaux figurent aussi le développement des isotopes employés en médecine pour diagnostiquer les maladies et l’avènement de la Toile mondiale (WWW). En effet, au départ, les technologies et les navigateurs de l’Internet ont été élaborés au CERN pour aider les chercheurs à partager plus efficacement leurs résultats. Plus récemment, il a fallu mettre au point de nouvelles technologies de refroidissement pour le GCH, qui libère une grande quantité d’énergie lorsqu’il fonctionne. Ces technologies ont trouvé application dans d’autres domaines.
Sur le plan des logiciels, les développeurs de l’équipe PHE à l’Université de Victoria repoussent les limites de l’informatique répartie. Des chercheurs dans d’autres disciplines ont déjà profité des innovations réalisées au niveau des logiciels, et celles-ci poursuivront sans nul doute leur chemin pour trouver bientôt leur place dans les services destinés au consommateur.
De la science de calibre mondial poursuivie ici même, au Canada!
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