Freie Software und Linux in der Teilchenphysik

von Levin Jungermann (Universität Karlsruhe), Yves Kemp (Universität Karlsruhe), Thorsten Scheidle (Universität Karlsruhe), Marcel Stanitzki (Yale University)

Samstag, 25.06.2005, UG2: Mombert, 13:30-15:00 Uhr

1) Der Nutzen von Linux und Open Source für die Teilchenphysik In der Teilchenphysik wurden seit jeher Unix-artige Betriebsysteme eingesetzt. Die hohen Kosten für die Hardware haben Mitte der neunziger Jahre jedoch besonders im universitärem Bereich zu einer grossen Verbreitung von Linux geführt. Dadurch hat sich die Arbeitsweise der Physiker auch geändert, so hat man heute vom Laptop bis zu einem Grossrechner oder Linux-Cluster das gleiche Betriebsystem. Wenn früher Linux als Betriebsystem für Analye-Rechner eingesetzt wurde, kommt Linux heute vermehrt auch in kritischen Bereichen wie der Datennahme zum Einsatz. Dadurch, dass Linux und viele Tools Open Source sind, wird es möglich, dass Rechner und Rechen-Cluster optimal auf die Bedürfnisse der Anwender zugeschnitten werden, wie der Linux-Cluster am Institut für Experimentelle Kernphysik zeigt. Der Open-Source-Gedanke ist in der Community der Teilchenphysiker sehr verbreitet. Dies gebietet alleine schon die wissenschaftliche Ethik und die Forderung, dass alle Ergebnisse jederzeit nachvollziehbar sein müssen. Natürlich fördert dieser Gedanke auch die Zusammenarbeit und ermöglicht so auch ein effizienteres Arbeiten.

2) Entwicklungen auf dem Gebiet der Teilchenphysik, die der Linux und Open Source Community zu Gute kommen. Eine sehr grosse Zahl von qualifizierten Nutzern gibt den Entwicklern Feedback. Von Teilchenphysikern benötigte Treiber werden geschrieben und der Community zur Verfügung gestellt. Manche wichtige Softwareprojekte werden von Teilchenphysikern geschrieben und gewartet. Das Problem von Wissensmanagment und Wissenstransfer in einer grossen gleichberechtigten Community kennt die Teilchenphysik schon lange, und hat wichtige, freie Lösungen hervorgebracht. Die wohl wichtigste ist das WWW, von Tim Berners-Lee, einem Physiker am CERN. GRID-Software wird von Teilchenphysikern mitentwickelt.

3) Schwerpunkte des Instituts für Experimentelle Kernphysik in der (Weiter-)Entwicklung von freier Software und Linux Durch Kontakte zu AMD konnten wir kurz nach Einführung der neuen AMD64-Architektur diese testen, und haben einige für die Teichenphysik wichtige Softwarepakete auf diese Architektur portiert. Weiterhin konnten Distributoren erstes Feedback geben. Unser Institut spielt in Deutschland eine führende Rolle im Bereich Grid-Computing. Grid-Software wird entwickelt, getestet, und in einem sehr frühen Stadium eingesetzt. Wir berichten aussdem über den Aufbau und Betrieb eines Linux-Cluster für die Analyse von Daten aus Experimenten der Teilchenphysik. Ein Aspekt wird dabei die Umstellung auf eine neue Distribution, Scientific Linux sein.

 

Über den Autor Levin Jungermann:

Studium
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2001 ­ 2005 Promotion an der Universität Karlsruhe bei Prof. W. de Boer über:
"Space­Qualified Electronics for the AMS02 Experiment
and Medical Radiation Imaging"
2000.02.03 Diplom an der Universität Karlsruhe
Diplomarbeit bei Prof. W. de Boer über:
„Charakterisierung von Halbleiterbauteilen bei kryogenen Temperaturen"
1997.10.04 Vordiplom in Karlsruhe
1994 ­ 2000 Physik an der Universität Karlsruhe

Zivildienst
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2000 ­ 2001 Zivildienst in der Klinik für Radiotherapie und Radio­Onkologie der
St.-Vincentius-Krankenhäuser gAG, Karlsruhe, Deutschland

Berufliche Tätigkeiten
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2004 ­ 2005 Doktorandenstelle an der Universität Karlsruhe
2003 ­ 2004 Stipendium des Graduiertenkollegs „Hochenergie und Teilchenastrophysik"
2001 ­ 2003 Stipendium des Landes Baden--Württemberg
2001 Stipendium des Graduiertenkollegs „Elementarteilchenphysik
an Beschleunigern"
1997 ­ 1999 wissenschaftliche Hilfskraft am Rechenzentrum der Universität Karlsruhe im
Institut für Numerikforschung für Super­Computer
1996 ­ Selbstständige Tätigkeit als Computerhändler und Dienstleister

Forschung
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2004 Qualitätskontrolle der Vorproduktion der weltraumtauglichen Electronik für
AMS02 am Chung Shan Institute of Science and Technology, Taiwan
2003 ­ 2004 Entwicklung verschiedener Testumgebungen für weltraumtaugliche
Electronik für die Qualitätskontrolle
2003 Beteiligung an der Portierung von Software aus der Hochenergiephysik auf die
AMD64 Architektur
2002 ­ 2005 Entwicklung und Programmierung von weltraumtauglicher
Auslese- und Versorungselektronik für das AMS02-Experiment
2002 ­ 2005 Verantwortlicher für die TRD Versorungselektronik des AMS02 Experimentes
2001 ­ 2005 Untersuchungen zur Strahlenhärte von Silizium CMOS
Pixel Sensoren für medizinische Anwendugen
2001 ­ 2005 Verantwortlicher für die Strahlenhrteuntersuchen im Rahmen
des SUCIMA Projektes
2000 Beteiligung an der Datennahme des DELPHI Detektors am LEP
1998 ­ 2000 Charakterisierung von Siliziumdetektoren bei kryogenen
Temperaturen (Lazarus-Effekt)
1998 ­ 2000 Messungen des Lorentz-Winkels in Siliziumdetektoren verursacht durch starke
externe Magnetfelder

Lehre
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2004 Betreuer im physikalischen Laborpraktikum für Studenten
2002 ­ 2004 Betreuung von Diplomanden
1999 ­ 2002 Betreuer im physikalischen Laborpraktikum für Studenten
anderer Fakultäten
1999 Betreuer für Übungskurse für Studenten

Andere Tätigkeiten
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2002 ­ 2005 Webmaster für das AMS02 Experiment an der Universität Karlsruhe
2001 ­ 2005 Co-Administrator für den lokalen Linux and Windows Desktop Cluster

 

Über den Autor Yves Kemp:

Yves Kemp is a PhD student at the Institut fuer Experimentelle Kernphysik at the University Karlsruhe. His research topics are experimental high-energy physics. Together with other PhD students, he was involved in building and maintaining a Linux cluster. This Linux cluster is used as a GRID testbed as well as an analysis environment for the Institute. Together with other PhD students, he tested the new AMD64 platform and ported programs needed in High Energy Physics to this new architecture. He reported on his physics results as well on computing subjects at different international workshops and conferences.

 

Über den Autor Thorsten Scheidle:

Birthday: 1974; School: Abitur 1994
University: 1996-2002 Karlsruhe, Physics
Degree: Diplom Physiker (Master)
Topic: Particle Physics
Experiments: DELPHI (LEP); CDFII (Tevatron)

 

Über den Autor Marcel Stanitzki:

Marcel Stanitzki did his PhD at the Institut fuer Experimentelle Kernphysik at the University Karlsruhe. The topic of his thesis was Higgs Boson Searches with the Delphi Detector at LEP-II. He was also working on building, extending and administrating the Linux cluster at the Institute. He was testing the AMD64 platform for high energy physics and was part of the AMD64 porting team at his former institute. After his PhD he changes topic,experiment and country. He is now a Research Associate at Yale university working on the CDF detector at Fermilab (Chicago,IL). He got more interested in larger Silicon systems and is now Silicon project leader for the CDF Silicon detector, the largest of its kind in the world.