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Une nouvelle vie pour les données d'ATLAS

Dans les mois à venir, les données recueillies par ATLAS pendant la deuxième période d'exploitation seront retraitées avec une nouvelle version du logiciel d'analyse de la collaboration

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ATLAS Cavern - February 2019
Le détecteur ATLAS (Image: CERN)

La collaboration ATLAS va insuffler une nouvelle vie à l'ensemble de données collectées pendant la deuxième période d'exploitation du LHC, entre 2015 et 2018. L'intégralité des données (près de 18 Po de données de collision) seront retraitées à l'aide d'une version mise à jour du logiciel d'analyse en différé d'ATLAS (Athena). Cela permettra non seulement d'améliorer les mesures de physique et la recherche de phénomène de physique, mais également de préparer la collaboration aux futurs défis de la troisième période d'exploitation et au-delà.

Athena convertit les signaux bruts enregistrés par l'expérience ATLAS en ensembles de données plus simples destinés à être analysés par les physiciens. La version améliorée du logiciel est le fruit de plusieurs années de développement. Elle comporte des capacités de traitement multifil (« multithreading »), des fonctions d'analyse de physique plus complexes et une consommation de mémoire améliorée.

« Notre objectif était de réduire de manière notable la quantité de mémoire requise pour exécuter le logiciel, d'élargir les types d'analyses de physique qu'il peut réaliser et, surtout, de permettre d'analyser simultanément les ensembles de données actuels et futurs d'ATLAS », explique Zach Marshall, coordinateur de l'informatique à ATLAS. « Ces améliorations sont un élément essentiel des préparatifs en vue des exploitations à haute intensité du LHC, notamment avec le passage au LHC à haute luminosité (HL-LHC), qui commencera à être exploité aux environs de 2028. Les ressources informatiques d'ATLAS seront très fortement sollicitées à cette occasion. »

Cette dernière version d'Athena est déjà un bon progrès dans le sens d'une réduction des ressources informatiques requises pour l'analyse des données. Ainsi, l’opération consistant à prendre les différents signaux venant du détecteur interne et à les relier les uns aux autres pour former les trajectoires des particules, qui nécessite une grande puissance de calcul, peut désormais être réalisée de deux à quatre fois plus rapidement. Il faut moins d'espace disque pour stocker les résultats et, dans l'ensemble, le logiciel fonctionne de manière plus fluide.

Les améliorations apportées au logiciel vont également permettre aux physiciens d'analyser les données différemment. Par exemple, ils pourront désormais, par défaut, rechercher des traces dont l'origine se situe loin du point de collision. Il pourrait s'agir de la signature de particules à longue durée de vie et cela pourrait être le signe de processus intéressants, relevant de la physique au-delà du Modèle standard. De telles recherches étaient déjà possibles avec la version précédente du logiciel d'ATLAS, mais les ressources informatiques requises étaient telles qu'elles ne pouvaient pas toujours être réalisées.

Enfin, les bases de données contenant toutes les informations sur l’état à un moment donné des éléments du détecteur ont également été améliorées. Ces bases de données, sur lesquelles Athena est exécuté, intègrent à présent une meilleure connaissance du fonctionnement du détecteur pendant la deuxième période d'exploitation. « Chaque période de prise de données est l'occasion pour nous d'en savoir plus sur le détecteur et ses sous-systèmes », souligne Song-Ming Wang, coordinateur pour la préparation des données d'ATLAS. « Revoir ces bases de données de manière rétrospective nous permettra d'améliorer la performance. »

Le nouveau logiciel Athena étant désormais opérationnel, les scientifiques ont décidé de retraiter tout l'ensemble de données issues de la deuxième période d'exploitation. Compte tenu de la quantité de données concernées, cela prendra plusieurs mois.

Mais le jeu en vaut la chandelle : ATLAS disposera d'un ensemble de données grandement amélioré qui permettra d'affûter les mesures, d'amplifier les recherches et de combiner plus aisément les données passées et futures.