Student World

Velké experimenty částicové fyziky, např. ty v evropském urychlovačovém centru CERN v Ženevě, nepřispívají jen k poznávání tajemství hmoty, ale také k rozvoji zcela konkrétních softwarových technologií.
Krátké zamyšlení na téma softwaru, který byl vyvinut speciálně pro potřeby částicových fyziků, napsal pro časopis Physics World nedávno Richard P. Mount, ředitel výpočetní divize Stanfordského lineárního urychlovače v USA. Jeho závěry samozřejmě nejsou pro ty, kdo v oboru pracují, žádným překvapením: Fyzikové si svůj software většinou píší sami. Odhaduje se, že tvorba softwaru zaujímá 10 až 20 % času a lidských nákladů v obvyklých částicových experimentech. Například v experimentu BaBar ve Stanfordském urychlovačovém centru připadá na jednoho fyzika v průměru asi 15 000 řádek počítačového kódu (většinou psaného v jazyce C++). „Softwarové náklady,“ píše Mount, „jsou obvykle vyhodnocovány podle zásady, že fyzikové jsou zadarmo.“ Přimět fyziky k tomu, aby simulovali strukturu dobře zavedených softwarových domů, však v žádném případě není snadné – a nemusí to být v konečném důsledku ani finančně efektivní.
Do této kategorie softwaru napsaného přímo svými uživateli patří například Geant 4 (geant4.web.cern.ch/geant4), program pro modelování průchodu částic hmotou se započtením všech známých typů interakcí. Systém Root (root.cern.ch) je zase nástrojem pro analýzu a zobrazení získaných dat a správu příslušných databází. Oba tyto programy jsou univerzální, nezávislé na typu experimentu a jejich použití zahrnuje prakticky celou komunitu částicových fyziků. Software pro on-line a off-line vyhodnocování velkého množství probíhajících srážek v daném konkrétním experimentálním uspořádání (a výběr potenciálně zajímavých případů) je naproti tomu vyvíjen separátně každou laboratoří. Nezřídka se přitom využívá i moderních programátorských nástrojů, jakými jsou např. neuronové sítě.
Používání vysoce specializovaného softwaru bývá pravidlem i v jiných oblastech fyziky, ale vysokoenergetická částicová fyzika s velkou složitostí svých experimentálních aparatur (a tedy také náročností analýzy získaných dat) má z tohoto hlediska do jisté míry výlučné postavení. Je tedy vlastně přirozené, že relativně vysoké procento graduálních a postgraduálních studentů tohoto oboru odchází po získání diplomu přímo do IT firem.

autor Pavel Cejnar