LHC@home 项目详细说明

SixTrack 程序简介 LHC@home 项目介绍 LHC@home 项目历史

SixTrack （LHC@home 项目所使用的计算程序）
LHC（大型强子对撞机）实验所需要的科学计算大多都需要对海量的数据进行检索——LHC 每年都会产生 15PB（即 15360GB）的数据。这种规模的数据需求意味着绝大多数的数据分析程序不能在个人电脑上运行。这就是为什么 CERN（欧洲粒子研究所）正在带头开发将世界各地的主要计算中心连接起来的计算网格。

然而，公开的计算也有可能会对 LHC 项目产生特殊的意义。CERN 的网络技术部对评估像 SETI@home 这种分布式计算技术是否在将来有用处很感兴趣。一个叫 SixTrack 的，旨在模拟粒子在 LHC 中运行以研究 LHC 的稳定性的程序，可以在个人电脑上运行，而且只需要相对较少的输入输出量。

SixTrack 是由 CERN 加速器与粒子束部门的 Frank Schmidt 开发的。它基于一个早期在 DESY（德国电子同步加速器，位于汉堡）开发的程序。它计算校检 LHC 中运行的高能粒子束的长期稳定性所必需的数据。LHC 的总负责人 Lyn Evans 说：“Sixtrack 返回的数据真的很紧要，它让我们能够洞察将来LHC的运行情况。” 

Sixtrack 一般每次模拟 60 个粒子绕加速器环运行 100000（有时可能达到 1000000）圈的运行情况。这好像是很多次运行，但在真实世界中它们只需要不到10秒的时间。但这还是足以检验到底粒子束是在长时间内保持稳定的运行，还是会有失去控制撞击真空管壁的危险。这样的粒子束的不稳定性是一个很严重的问题，可能会导致加速器由于损坏而停止。

重复上千次这样的计算，我们就可以知道加速器中的粒子束的稳定运行路径等等情况。

粒子在稳定轨道（图左）和不稳定的混乱轨道（图右）中的相空间图像。这个相空间图画出了每个粒子返回情况所代表的点。对于稳定的粒子，它的相空间是整个相空间的有限的一部分。而对于不稳定的粒子，它的相空间倾向于填满整个可能的相空间。在某些点，不稳定的粒子甚至会完全地离开轨道，导致粒子束被破坏。