Hesaplamalı parçacık fiziği - Computational particle physics

Hesaplamalı parçacık fiziği geliştirdiği ve kullandığı yöntemleri ve hesaplama araçlarını ifade eder. parçacık fiziği Araştırma. Sevmek hesaplamalı kimya veya hesaplamalı biyoloji, için parçacık fiziği Bilgisayar bilimi, teorik ve deneysel parçacık fiziği ve matematiğe dayanan hem belirli bir dal hem de disiplinlerarası bir alan. Hesaplamalı parçacık fiziğinin ana alanları şunlardır: kafes alan teorisi (sayısal hesaplamalar), partikül etkileşimi veya bozulmasının otomatik hesaplanması (bilgisayar cebiri) ve olay oluşturucular (stokastik yöntemler).[1][2][3]

Hesaplama araçları

Tarih

Parçacık fiziği, internetin erken tarihinde bir rol oynadı. Dünya çapında Ağ tarafından oluşturuldu Tim Berners-Lee 1991'de CERN'de çalışırken.

Bilgisayar Cebiri

Not: Bu bölüm, Stefan Weinzierl'in 'Parçacık Fiziğinde Bilgisayar Cebirinden' bir alıntı içerir.

Parçacık fiziği, bilgisayar cebiri için önemli bir uygulama alanıdır ve Bilgisayar Cebir Sistemlerinin (CAS) yeteneklerinden yararlanır. Bu, CAS'ın geliştirilmesi için değerli geri bildirime yol açar. Tarihine bakarken bilgisayar cebir sistemleri, ilk programlar 1960'lara kadar uzanıyor.[9] İlk sistemler neredeyse tamamen LISP ("LISt Programlama dili"). LISP bir yorumlanmış dil ve adından da anlaşılacağı gibi, listeler. İçin önemi sembolik bilgisayar programları İlk günlerde FORTRAN'ın aynı dönemdeki sayısal programlar için önemi karşılaştırılmıştır.[10] Zaten bu ilk dönemde program AZALT yüksek enerji fiziğine uygulama için bazı özel özelliklere sahipti. LISP tabanlı programlara bir istisna, OKULLAR, yazılmış assembler dili tarafından Martinus J. G. Veltman ve parçacık fiziğindeki uygulamalar için özel olarak tasarlanmıştır. Assembler kodunun kullanımı inanılmaz hızlı bir programa yol açar (o sırada yorumlanan programlara kıyasla) ve daha karmaşık hesaplamalara izin verir saçılma yüksek enerji fiziğinde işlemler. Programın öneminin 1998 yılında Nobel ödülünün yarısını Veltman'a vererek kabul edildiği iddia edildi.[11] Ayrıca program MACSYMA Algoritmalar açısından önemli gelişmeleri tetiklediği için açıkça belirtilmeyi hak ediyor. 1980'lerde yeni bilgisayar cebir sistemleri yazılmaya başlandı. C. Bu, kaynaklar bilgisayarın (yorumlanan LISP diliyle karşılaştırıldığında) ve aynı zamanda taşınabilirlik (assembler dilinde mümkün olamazdı). Bu dönem aynı zamanda Mathematica ve aralarında Mathematica'nın da bulunduğu ilk ticari bilgisayar cebir sisteminin ortaya çıkışına işaret ediyordu. Akçaağaç en iyi bilinen örneklerdir. Ek olarak, birkaç özel program ortaya çıktı, parçacık fiziğiyle ilgili bir örnek, SCHOONSHIP'in (taşınabilir) halefi olarak J. Daha yakın zamanlarda sürdürülebilirlik büyük projelerin oranı gittikçe daha önemli hale geldi ve genel programlama paradigması tarafından değiştirildi prosedürel programlama -e nesne odaklı tasarım. Programlama dilleri açısından bu, C'den C ++. Bu paradigma değişikliğinin ardından, GiNaC kütüphanesi geliştirildi. GiNac kitaplığı, C ++ 'da sembolik hesaplamalara izin verir.

Bilgisayar cebiri için kod üretimi bu alanda da kullanılabilir.

Kafes alanı teorisi

Kafes alanı teorisi tarafından oluşturuldu Kenneth Wilson 1974'te.[12] Simülasyon teknikleri daha sonra istatistiksel mekanikten geliştirildi.[13][14]

1980'lerin başından bu yana, LQCD araştırmacıları, büyük ölçüde paralel büyük bilimsel uygulamalardaki bilgisayarlar, geleneksel ana çerçeveler dahil hemen hemen tüm mevcut bilgi işlem sistemlerini kullanan büyük PC kümeleri ve yüksek performanslı sistemler. Ek olarak, aynı zamanda bir kıyaslama için yüksek performanslı bilgi işlem, IBM ile başlayarak Mavi Gen Süper bilgisayar.

Sonunda ulusal ve bölgesel QCD ızgaraları oluşturuldu: LATFOR (kıta Avrupası), UKQCD ve USQCD. ILDG (International Lattice Data Grid), Birleşik Krallık, ABD, Avustralya, Japonya ve Almanya'dan şebekelerden oluşan uluslararası bir girişimdir ve 2002'de kurulmuştur.[15]

Ayrıca bakınız

Referanslar

  1. ^ https://arxiv.org/abs/1301.1211 Olay Oluşturucular ve Veri Analizi için Hesaplamalı Parçacık Fiziği alındı ​​8/24/20
  2. ^ https://www.researchgate.net/publication/234060239_Computational_Particle_Physics_for_Event_Generators_and_Data_Analysis Olay Oluşturucular ve Veri Analizi için Hesaplamalı Parçacık Fiziği alındı ​​8/24/20
  3. ^ https://www2.ccs.tsukuba.ac.jp/projects/ILFTNet/ Hesaplamalı parçacık fiziği için uluslararası araştırma ağı alındı ​​8/24/20
  4. ^ Stefan Weinzierl: - "Parçacık Fiziğinde Bilgisayar Cebiri." sayfa 5-7. 1 Ocak 2012 erişildi; (alternatif bağlantı): "Parçacık Fiziğinde Bilgisayar Cebiri." arXiv:hep-ph / 0209234. 1 Ocak 2012'de erişildi. "Seminario Nazionale di Fisica Teorica", Parma, Eylül 2002.
  5. ^ GridPP web sitesi : 19 Haziran 2012'de erişildi.
  6. ^ Dirk Duellmann, "Büyük Hadron Çarpıştırıcısı için Oracle Akışları" , sayfa 3. 1 Ocak 2011'de erişildi.
  7. ^ M Liu, W Kuehn vd. , "Parçacık Fiziğinde Genel Amaçlı Hesaplama Platformunun Donanım / Yazılım Ortak Tasarımı" , sayfa 1. 20 Şubat 2012'de erişildi.
  8. ^ David Rousseau, "Higgs Boson Discovery'nin Arkasındaki Yazılım", IEEE Software, s. 11-15, Eylül-Ekim, 2012
  9. ^ Stefan Weinzierl, op. cit. : syf 3-5.
  10. ^ Stefan Weinzierl, op. cit. : syf 3-5.
  11. ^ Stefan Weinzierl, op. cit. : syf 3-5.
  12. ^ Kenneth G. Wilson, Confinement of quarks, Physical Review D, 10, 1974, s. 2445–59
  13. ^ David J. E. Callaway ve Aneesur Rahman (1982). "Kafes Ölçü Teorisinin Mikrokanonik Topluluk Formülasyonu". Fiziksel İnceleme Mektupları 49 (9): 613–616. Bibcode 1982PhRvL..49..613C. doi:10.1103 / PhysRevLett.49.613.
  14. ^ David J. E. Callaway ve Aneesur Rahman (1983). Mikrokanonik toplulukta "Kafes ayar teorisi". Fiziksel İnceleme D28 (6): 1506–1514. Bibcode 1983PhRvD..28.1506C. doi:10.1103 / PhysRevD.28.1506.
  15. ^ SANTİMETRE. Maynard: International Lattice Data Grid: Açın, takın ve indirin. Bölüm 2, sayfa. 3. arXiv: 1001.5207, 2010.

Dış bağlantılar