RWTH-Wissenschaftler an Verbundprojekt zur Entwicklung innovativer computergestützter Verarbeitungsmethoden beteiligt. Großexperimente in der Grundlagenforschung der Physik erfordern immer mehr Rechen- und Speicherressourcen. Die zunehmend höhere Auflösung der Messinstrumente und die Leistungssteigerung der Teilchenbeschleuniger lassen die Datenmengen rasant ansteigen. Schon jetzt fallen allein am CERN jährlich rund 50 Petabyte Daten an. Das sind umgerechnet 50 Millionen Gigabyte. Wenn Forscher das Higgs-Teilchen analysieren oder dunkle Materie untersuchen wollen, bedarf es daher künftig komplett neuer Rechenkonzepte.
Deshalb haben sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von neun Universitäten in dem fachübergreifenden Verbundprojekt „Innovative Digitale Technologien für die Erforschung von Universum und Materie“ zusammengeschlossen, um innovative computergestützte Verarbeitungsmethoden zu entwickeln. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert dieses Pilotprojekt mit insgesamt 3,6 Millionen Euro über die nächsten drei Jahre.
Vielversprechende Ansätze sind der Einsatz von Virtualisierungs-Technologien und künstlicher Intelligenz sowie die Nutzung neuer Prozessor-Architekturen. Eine wichtige Säule sehen die Forscher zudem in der Entwicklung moderner Algorithmen und Methoden des sogenannten Deep Learnings. Damit beschäftigen sich die beteiligten Wissenschaftler an der RWTH Aachen. Am Teilchenbeschleuniger in Genf entstehen bei Kollisionen Tausende von Teilchen, die ein Muster aus Millionen einzelner Messpunkte im Detektor hinterlassen. „Wir müssen mit noch größerer zeitlicher Effizienz und Energieeffizienz aus den Messpunkten die Teilchenspuren rekonstruieren, um den wissenschaftlichen Erfolg der zukünftigen Messungen am CERN zu sichern“, sagt RWTH-Professor Alexander Schmidt. Professor Martin Erdmann vom Lehrstuhl für Experimentalphysik III A der RWTH ergänzt dazu: „Um die Bedeutung der Messungen korrekt zu interpretieren, nutzen wir verstärkt maschinelles Lernen. Die hochmodernen Methoden ergänzen in idealer Weise das bewährte Vorgehen in der Physik.“
An dem Verbundprojekt sind Forschergruppen der Universitäten Aachen, Bonn, Erlangen-Nürnberg, Frankfurt am Main, Freiburg, Göttingen, Hamburg, Mainz, München, Münster, Wuppertal und des Karlsruher Instituts für Technologie sowie der assoziierten Partner DESY (Deutsches Elektronen-Synchrotron), CERN, Forschungszentrum Jülich, Grid Computing Centre Karlsruhe (GridKa) und des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung beteiligt.