Internet come lavatrice per trovare il Bosone di Higgs

La tecnologia di difesa da un attacco DDoS è estremamente complessa e si basa essenzialmente sul filtrare i dati per pulirli ‘al volo’ facendo passare solo il traffico vero da quello finto. Tecnologie analoghe sono state applicate nel Large Hadron Collider (LHC) del Cern di Ginevra per cercare l’evidenza sperimentale dell’esistenza del  Bosone di Higgs, la particella soprannominata dai fisici “particella di Dio” che secondo la teoria dovrebbe conferire la massa a tutte le altre particelle.

LHC è un acceleratore circolare di particelle in grado sparare protoni ad una velocità pari al 99,9999991% della velocità della luce. In pratica è un cannone protonico in grado di sparare raffiche di 2.808 “pacchetti”  ognuno dei quali contiene 100 miliardi di protoni. Tali particelle sono delle specie di proiettili che lungo questo tunnel si incrociano e si scontrano: in ogni secondo si ottengono 31 milioni di incroci e 20 collisioni, ognuna delle quali genera delle particelle di vario tipo. Queste attivano dei rivelatori, i quali trasmettono segnali verso il complesso sistema informatico del CERN.

Secondo la teoria in questa situazione ogni due secondi e mezzo si genera un bosone di Higgs. La generazione del bosone di Higgs vene rilevata dai rivelatori di particelle come un “evento” con ben precise caratteristiche,  che si trova però mescolato a tantissimi altri eventi non interessanti (ogni collisione genera 1,5 megabyte di dati) da qui l’esigenza di “filtrare” tali dati al fine di selezionare solo quelli utili allo scopo dell’esperimento. Se si volessero caricare su dei CD le informazioni generate da un giorno di funzionamento di LHC, sarebbe necessario masterizzare una quantità di CD che impilata arriverebbe fino alla Luna. Decisamente poco ecologico e non gestibile. L’unico modo per cercare il bosone è dunque quello di filtrare i dati con le stesse tecnologie per la difesa da un attacco DDoS.

Per LHC si ha a che fare con un sistema di filtri e acquisizione dei dati organizzato su più livelli: un primo livello effettua una scrematura dei dati provenienti direttamente dai rivelatori selezionando solo gli eventi con caratteristiche tali da renderli “promettenti” da un punto di vista dell’individuazione del  bosone. Questi dati passano ad un secondo livello di analisi, effettuato da un insieme di computer che ha il compito di ricostruire le informazioni fisiche collegate agli eventi selezionati dal primo livello. Le informazioni elaborate a questo secondo livello vengono così passate al nodo centrale della rete  di calcolo di LHC, denominata GRID. GRID è una potente rete di calcolo organizzata in tre strati (lo strato “0” costituito da migliaia di processori e sistemi blade che risiede al CERN, lo strato “1” costituito da 12 centri di calcolo del CERN e altri centri presenti in altri laboratori, lo strato “2” di cui fanno parte centri di calcolo più piccolo distribuiti in laboratori ed università che partecipano al progetto).

Inizialmente al Cern si pensò di usare Internet per filtrare i dati: l’idea era quello di una sorta di attacco DDoS sparato dalla rete a scopo benefico: cannonare dati da una parte all’altra della rete per trovare il bosone e far progredire la nostra conoscenza dell’Universo.

I terabyte di informazioni sarebbero stati sparati nella rete per essere filtrate da server in grado accoglierli, elaborare e registrare le informazioni. Qualcosa di simile al progetto SETI per cercare la vita extraterrestre.

In questo modo Internet poteva essere usata come una mega lavatrice per trovare la mitica ‘particella di Dio’. Certo è che un’operazione di questo tipo avrebbe messo  a dura prova l’infrastruttura di pezzi interi della rete, congestionando Internet per grosse aree geografiche.

Si è optato così per il sistema sopra descritto.

Ciononostante la la pirateria informatica internazionale riesce a razzolare banda su Internet e a lucrare. Da un certo punto di vista, la vittoria del male contro il bene.


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3 commenti on “Internet come lavatrice per trovare il Bosone di Higgs”

  1. Fausto Intilla ha detto:

    A mio avviso,se il bosone di Higgs non verrà identificato neppure nei prossimi esperimenti all’ATLAS (l’apparato all’interno dell’LHC del CERN),ciò non creerà alcun imbarazzo per i fisici che da diversi decenni ormai stanno cercando di rilevarlo.È vero che alcuni esperimenti compiuti nel corso dell’ultimo decennio, hanno cominciato a limitare notevolmente lo spazio parametrico per questa particella, ma finorà non è mai emerso nessun risultato significativo.A ben vedere,la teoria che descrive tale particella scalare con spin nullo (ovvero il bosone di Higgs),ad un livello assai profondo soffre di gravi problemi formali.Uno di questi (…forse il peggiore),è che le particelle scalari sono notoriamente sensibili alla nuova fisica che potrebbe subentrare a scale di energia molto alte (come quelle che verranno utilizzate nel progetto ATLAS,rimanendo nello specifico).Se le forze: forte,debole ed elettromagnetica sono unificate ad una certa scala-livello di energia,e il bosone di Higgs diventa parte di una struttura maggiore, diventa virtualmente impossibile mantenere “leggera” la particella scalare quando le particelle ad essa affini diventano “pesanti”.Nel modello standard non è possibile preservare la gerarchia delle scale in alcun modo naturale.Tutto comunque si verrebbe a risolvere con l’introduzione,a tal punto,del concetto di supersimmetria. Ogni bosone e ogni fermione in una coppia supersimmetrica danno lo stesso contributo alla massa efficace del bosone di Higgs,ma il loro contributo è di segno opposto.In ultima analisi quindi,gli effetti di tutte le particelle virtuali (dei fermioni e dei bosoni),si annullano facendo sì che la massa del bosone di Higgs non risenta dell’influenza della fisica a scale di energia più alte.Rimane comunque a questo punto un problema di fondo:Se le particelle ordinarie vengono divise in massa dalle loro partner supersimmetriche,viene a mancare il meccanismo con cui le une e le altre si annullano nel calcolo degli effetti delle particelle virtuali sulla massa di Higgs.Senza addentrarmi in ulteriori dettagli tecnici,tirando le somme,è possibile giungere all’idea che la scala di energia a cui i partner supersimmetrici della materia ordinaria dovrebbero esistere,non può essere molto più alta della scala della rottura di simmetria dell’interazione debole.Con i futuri esperimenti al CERN,sarà quindi possibile stabilire una volta per sempre, la fondatezza o meno del modello supersimmetrico,ipotizzato già agli inizi degli anni ’70.
    (Fausto Intilla – http://WWW.OLOSCIENCE.COM)

  2. Fausto Intilla ha detto:

    A mio avviso,se il bosone di Higgs non verrà identificato neppure nei prossimi esperimenti all’ATLAS (l’apparato all’interno dell’LHC del CERN),ciò non creerà alcun imbarazzo per i fisici che da diversi decenni ormai stanno cercando di rilevarlo.È vero che alcuni esperimenti compiuti nel corso dell’ultimo decennio, hanno cominciato a limitare notevolmente lo spazio parametrico per questa particella, ma finorà non è mai emerso nessun risultato significativo.A ben vedere,la teoria che descrive tale particella scalare con spin nullo (ovvero il bosone di Higgs),ad un livello assai profondo soffre di gravi problemi formali.Uno di questi (…forse il peggiore),è che le particelle scalari sono notoriamente sensibili alla nuova fisica che potrebbe subentrare a scale di energia molto alte (come quelle che verranno utilizzate nel progetto ATLAS,rimanendo nello specifico).Se le forze: forte,debole ed elettromagnetica sono unificate ad una certa scala-livello di energia,e il bosone di Higgs diventa parte di una struttura maggiore, diventa virtualmente impossibile mantenere “leggera” la particella scalare quando le particelle ad essa affini diventano “pesanti”.Nel modello standard non è possibile preservare la gerarchia delle scale in alcun modo naturale.Tutto comunque si verrebbe a risolvere con l’introduzione,a tal punto,del concetto di supersimmetria. Ogni bosone e ogni fermione in una coppia supersimmetrica danno lo stesso contributo alla massa efficace del bosone di Higgs,ma il loro contributo è di segno opposto.In ultima analisi quindi,gli effetti di tutte le particelle virtuali (dei fermioni e dei bosoni),si annullano facendo sì che la massa del bosone di Higgs non risenta dell’influenza della fisica a scale di energia più alte.Rimane comunque a questo punto un problema di fondo:Se le particelle ordinarie vengono divise in massa dalle loro partner supersimmetriche,viene a mancare il meccanismo con cui le une e le altre si annullano nel calcolo degli effetti delle particelle virtuali sulla massa di Higgs.Senza addentrarmi in ulteriori dettagli tecnici,tirando le somme,è possibile giungere all’idea che la scala di energia a cui i partner supersimmetrici della materia ordinaria dovrebbero esistere,non può essere molto più alta della scala della rottura di simmetria dell’interazione debole.Con i futuri esperimenti al CERN,sarà quindi possibile stabilire una volta per sempre, la fondatezza o meno del modello supersimmetrico,ipotizzato già agli inizi degli anni ’70.

  3. Fausto Intilla ha detto:

    A mio avviso,se il bosone di Higgs non verrà identificato neppure nei prossimi esperimenti all’ATLAS (l’apparato all’interno dell’LHC del CERN),ciò non creerà alcun imbarazzo per i fisici che da diversi decenni ormai stanno cercando di rilevarlo.È vero che alcuni esperimenti compiuti nel corso dell’ultimo decennio, hanno cominciato a limitare notevolmente lo spazio parametrico per questa particella, ma finorà non è mai emerso nessun risultato significativo.A ben vedere,la teoria che descrive tale particella scalare con spin nullo (ovvero il bosone di Higgs),ad un livello assai profondo soffre di gravi problemi formali.Uno di questi (…forse il peggiore),è che le particelle scalari sono notoriamente sensibili alla nuova fisica che potrebbe subentrare a scale di energia molto alte (come quelle che verranno utilizzate nel progetto ATLAS,rimanendo nello specifico).Se le forze: forte,debole ed elettromagnetica sono unificate ad una certa scala-livello di energia,e il bosone di Higgs diventa parte di una struttura maggiore, diventa virtualmente impossibile mantenere “leggera” la particella scalare quando le particelle ad essa affini diventano “pesanti”.Nel modello standard non è possibile preservare la gerarchia delle scale in alcun modo naturale.Tutto comunque si verrebbe a risolvere con l’introduzione,a tal punto,del concetto di supersimmetria. Ogni bosone e ogni fermione in una coppia supersimmetrica danno lo stesso contributo alla massa efficace del bosone di Higgs,ma il loro contributo è di segno opposto.In ultima analisi quindi,gli effetti di tutte le particelle virtuali (dei fermioni e dei bosoni),si annullano facendo sì che la massa del bosone di Higgs non risenta dell’influenza della fisica a scale di energia più alte.Rimane comunque a questo punto un problema di fondo:Se le particelle ordinarie vengono divise in massa dalle loro partner supersimmetriche,viene a mancare il meccanismo con cui le une e le altre si annullano nel calcolo degli effetti delle particelle virtuali sulla massa di Higgs.Senza addentrarmi in ulteriori dettagli tecnici,tirando le somme,è possibile giungere all’idea che la scala di energia a cui i partner supersimmetrici della materia ordinaria dovrebbero esistere,non può essere molto più alta della scala della rottura di simmetria dell’interazione debole.Con i futuri esperimenti al CERN,sarà quindi possibile stabilire una volta per sempre, la fondatezza o meno del modello supersimmetrico,ipotizzato già agli inizi degli anni ’70.


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