Las redes de investigación ayudan al LHC a desvelar los misterios del universo

RedIRIS participa activamente en el proyecto conectando, por medio de una red privada de alta capacidad, a los investigadores españoles con el CERN y el resto de centros internacionales participantes

En un seminario celebrado el pasado día 4 de julio en la sede de la Organización Europea para la Investigación Nuclear (CERN, por sus siglas en francés) en Ginebra (Suiza), los científicos que trabajan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC, por sus siglas en inglés) del CERN anunciaron sus últimos resultados preliminares en la búsqueda de la partícula de Higgs. Se cree que esta esquiva partícula (que podría ser el bosón de Higgs), cuya existencia ya se predijo hace 50 años, da masa a todo el resto de partículas y, en consecuencia, demuestra la validez del Modelo Estándar, que es la teoría dominante sobre cómo funciona el universo a escala subatómica.

Transmisión masiva de datos a escala global

Las redes académicas y de investigación, entre las que se encuentra la española RedIRIS, son componentes cruciales de la infraestructura global de comunicaciones que se esconde tras el LHC, ya que aportan las conexiones de alta capacidad necesarias para poder hacer llegar los datos de los experimentos a todos los investigadores que trabajan en el proyecto, para que estos procedan a  su análisis y luego compartan sus resultados con toda la comunidad científica.

España es uno de los países que más contribuye a los experimentos del LHC, ya que cuenta con un centro de primer nivel (Tier1), el Port d’Informació Científica (PIC), y con siete centros de segundo nivel (Tier2) ubicados en la Universidad de Santiago de Compostela (USC), el Instituto de Física de Cantabria (IFCA), la Universidad Autónoma de Madrid (UAM), el Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas (CIEMAT), el Instituto de Física Corpuscular CSIC/UV (IFIC), el Institut de Física d’Altes Energies (IFAE) y la Universitat de Barcelona (UB). Todos estos centros están conectados al CERN por medio de una red privada de alta capacidad (10G) proporcionada por RedIRIS y la red paneuropea GEÁNT. Además, los centros participantes de Portugal están conectados al CERN a través del PIC, gracias a RedIRIS y a FCCN, red académica y de investigación portuguesa.

RedIRIS, además de aportar a los investigadores que trabajan en el proyecto LHC esas conexiones de alta capacidad, les ofrece también otros servicios telemáticos que contribuyen a la buena marcha del proyecto, como sistemas de monitorización del rendimiento de la red (perfSONAR), certificados digitales (pkIRISGrid) o resolución de incidentes de seguridad informática (a través del IRIS-CERT).

Uso compartido de petabytes de datos

La demostración de la existencia del bosón de Higgs es uno de los principales objetivos del LHC, el mayor experimento científico del mundo. Creado para abordar algunas de las preguntas fundamentales sobre el mundo que nos rodea, el LHC funciona a una escala inmensa, y genera un petabyte de datos (un cuatrillón de bytes) cada segundo que opera.

La generación de estos datos es meramente la primera parte del proceso experimental, ya que el análisis de los resultados es fundamental para realizar nuevos descubrimientos y para ofrecer el nivel de confianza necesario para satisfacer los estándares científicos de demostración. Como colaboración verdaderamente mundial, miles de científicos de todo el mundo trabajan conjuntamente para analizar los petabytes de datos que generan los cuatro experimentos del LHC.

Para compartir estos datos, GÉANT y las redes académicas y de investigación nacionales, entre las que se encuentra RedIRIS,  han participado en el experimento del LHC desde su inicio en 2008. Entre todas ellas han desplegado una amplia red privada óptica (LHC OPN) para facilitar la distribución de los datos a los centros de tratamiento de datos de 34 países de todo el mundo,  para que los analicen los millares de científicos, ingenieros y personal de apoyo que participan en el proyecto.

Los datos experimentales del LHC se envían primero a 11 centros de tratamiento de nivel 1 de todo el mundo, quienes a su vez los comparten posteriormente con más de 140 ubicaciones. Creada en estrecha colaboración con el CERN y sus científicos, la red óptica privada del LHC (LHC OPN) encaja con el tamaño monumental del propio LHC. Para ofrecer el rendimiento necesario para manejar ese volumen de datos se requieren redes de muy alta velocidad, con ancho de banda garantizado y máxima fiabilidad,  que es lo que la LHC OPN ha estado proporcionando a todos los centros conectados a esa red desde que se iniciaron las operaciones del Gran Colisionador de Hadrones.

El éxito de las operaciones del Gran Colisionador de Hadrones y la capacidad de la LHC OPN para transportar volúmenes masivos de datos para su análisis, ha llevado, por un lado, a revaluar los modelos informáticos y de datos de los experimentos, y, por otro lado, al lanzamiento del LHCONE (Entorno de red abierta del LHC), que persigue garantizar un mejor acceso a los datos más importantes, para mejorar la capacidad de análisis de los mismos. Gracias a las conexiones de alta capacidad de las redes académicas y de investigación nacionales y de GÉANT, y a la colaboración con los centros de nivel 1, 2 y 3 del LHC, los investigadores implicados pueden acceder a alta velocidad a sus datos independientemente de donde se encuentren.

Este análisis de la información por parte de físicos de todo el mundo es crucial para confirmar que los resultados del experimento son válidos y cumplen los rigurosos estándares de validación existentes. Para demostrar la existencia del bosón de Higgs, los científicos que han participado en el experimento consideran que los resultados deben alcanzar un umbral de fiabilidad de 5 sigma. Esto significa que solo existiría una posibilidad entre 1,7 millones de que los resultados se produjesen por casualidad.

Las redes de investigación son una parte crucial del proyecto del Gran Colisionador de Hadrones ya que proporcionan la capacidad y las altas velocidades de transmisión que se requieren para unir a los científicos de todo el mundo. Al transportar enormes cantidades de datos experimentales a escala global, y al permitir que los científicos compartan sus resultados con sus homólogos, las redes de investigación avanzadas contribuyen a obtener una visión más precisa del universo que nos rodea.

“Los resultados del LHC están revolucionando la ciencia”, comentó Tomás de Miguel, Director de RedIRIS, “y nosotros estamos encantados de contribuir, desde nuestro rol, con ese complejo y apasionante proceso, cumpliendo así nuestra misión de proporcionar a las más 400 instituciones académicas y científicas españolas la conectividad avanzada que necesitan, entre otras cosas, para participar en estos proyectos internacionales, en particular cuando, como en este caso, se requieren transmisiones realmente masivas de datos”.

Fuente de información: nota de prensa publicada por GÉANT