GRID-Cluster

• Subject Area: Particles, Nuclei and Fields
• Term: Funded in 2015
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 266961503

• Final Report Year: 2019

Final Report Abstract

Das GOEGRID-Cluster ist ein Grid-Computing-Cluster, das von der experimentellen Teilchenphysik im Rahmen der World-Wide-LHC-Computing-Grid (WLCG)- Kollaboration als Tier-2- und Tier-3-Zentrum eingesetzt wird. Dort werden sowohl LHC-Daten gespeichert als auch Monte-Carlo-Simulationsereignisse produziert und gespeichert. Außerdem laufen Datenanalysen der weltweiten ATLAS-Kollaboration. In der Arbeitsgruppe von Prof. Quadt wurde der GOEGRID-Cluster zur Analyse von Daten des ATLAS-Experiments verwendet. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Untersuchung des Top-Quarks und des Higgs-Bosons. Die Rechenzeit auf dem GOEGRID-Cluster hat auch zu einer Vielzahl an Drittmittelprojekten im Bereich der theoretischen Teilchenphysik und der weichen Materie sowie Biophysik beigetragen. Hierbei sind insbesondere solche Projekte hervorzuheben, wie beispielsweise die Entwicklung neuer Simulationstechniken, die Modellierung des Energietransports in Nanostrukturen und die Kombination von teilchen-basierten Simulationen mit selbstkonsistenter Feldtheorie, welche umfangreiche Programmentwicklung und Tests benötigten. Nur ein leistungsfähiger lokaler Computer ermöglicht das notwendige Entwickeln und Testen in effizienter Weise. Im Bereich Teilchenphysik widmete sich die Arbeitsgruppe von Prof. Schumann im Berichtszeitraum der gezielten Weiterentwicklung des Ereignisgenerators Sherpa. Ein Schwerpunkt lag dabei auf der automatisierten Berechnung der Einschleifenkorrekturen im Rahmen des kompletten Standardmodells für beliebige Streuprozesse. Neben QCD-Korrekturen können damit insbesondere auch elektroschwache Beiträge berechnet werden. Ein weiterer Aspekt lag auf der effizienten Berechnung von theoretischen Unsicherheiten in QCD-Vorhersagen verbunden mit der Wahl von Partondichte- Verteilungen, der starken Kopplungskonstanten bzw. unphysikalischen Skalen. Hierzu wurde ein Reweighting-Algorithmus entwickelt, welcher nach umfangreicher Validierung mit dem offiziellen Sherpa-Programm der Öffentlichkeit zugängig gemacht wurde und breite Anwendung in den LHC Experimenten findet. Darüber hinaus wurden zahlreiche phänomenologische Projekte bearbeitet, insbesondere in Hinsicht auf Signaturen für die Physik jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik am LHC. Numerische Berechnungen sind unabkömmlich auch für die Vorhersagen der kosmologischen Dichte der dunklen Materie als thermisches Relikt, besonders in den Fällen, wo starke Selbstkopplungen und das “Sommerfeld Enhancement” vorhanden sind oder die Annahme des kinetischen Gleichgewichts nicht gilt. Die Gruppe von Prof. Covi hat in dieser Richtung einige Fortschritte erzielt und arbeitet weiter bzgl. solcher Fragestellungen.

Publications

• Introducing MCgrid 2.0: Projecting cross section calculations on grids. Computer Physics Communications, 196, 617-618.
  Bothmann, Enrico; Hartland, Nathan & Schumann, Steffen
  
• Alkyl-Based Surfactants at a Liquid Mercury Surface: Computer Simulation of Structure, Self-Assembly, and Phase Behavior. The Journal of Physical Chemistry Letters, 7(8), 1546-1553.
  Iakovlev, Anton; Bedrov, Dmitry & Müller, Marcus
  
• Aspects of perturbative QCD at a 100 TeV future hadron collider. Physical Review D, 94(3).
  Bothmann, Enrico; Ferrarese, Piero; Krauss, Frank; Kuttimalai, Silvan; Schumann, Steffen & Thompson, Jennifer
  
• eMC: A Monte Carlo scheme with energy conservation. EPL (Europhysics Letters), 114(2), 20001.
  Langenberg, Marcel & Müller, Marcus
  
• Generalization of the swelling method to measure the intrinsic curvature of lipids. The Journal of Chemical Physics, 147(22).
  Barragán Vidal, I. A. & Müller, M.
  
• “Measurement of the W boson polarisation in ttbar events from pp collisions at 8 TeV in the lepton+jets channel with ATLAS”, Eur. Phys J. C 77 264
  ATLAS collaboration
  
• Constraining scalar resonances with top-quark pair production at the LHC. Journal of High Energy Physics, 2018(3).
  Franzosi, Diogo Buarque; Fabbri, Federica & Schumann, Steffen
  
• Kinetics of pattern formation in symmetric diblock copolymer melts. The Journal of Chemical Physics, 148(20).
  Ren, Yongzhi & Müller, Marcus
  
• Reannihilation of self-interacting dark matter. Physical Review D, 97(12).
  Binder, Tobias; Gustafsson, Michael; Kamada, Ayuki; Sandner, Stefan Marinus Rodrigues & Wiesner, Max
  
• “Measurement of the top quark width at 8 TeV”, Eur. Phys. J. C 78, 129
  ATLAS collaboration