Et internationalt konsortium er i gang med at bygge verdens kraftigste neutronmikroskop i Lund i Sverige. Data fra eksperimenterne skal behandles i et computercenter i København, som er under opbygning.
”Vi er ved at opføre en bygning, der er skræddersyet til datacenteret. Centeret skal understøtte hele fasen, fra forskeren får ideen om et eksperiment med neutronmikroskopet, til resultaterne kan blive publiceret,” fortalte Thomas Holm Rod fra European Spallation Source (ESS) på NeIC Conference 2015 i Helsinki i maj.
Et neutronmikroskop fungerer ved, at forskerne skyder neutroner ind gennem det materiale, de vil undersøge. Processen minder om en røntgenundersøgelse. Men neutroner kan typisk trænge længere ind i materialet. De er bedre til at detektere lette atomer og er følsomme over for magnetisme. Derfor kan neutronmikroskopet give et detaljeret billede af, hvad materialet er opbygget af – helt ned på atomniveau.
ESS fremstiller neutroner i en proton-accelerator, som skyder protoner ind i et flere hundrede meter langt rør. For enden står en neutronkilde, der sender neutroner ud til separate kamre, hvor der er placeret instrumenter til at registrere dem.
Bag ESS står et konsortium af 17 lande. Sverige leverer 35 procent af finansieringen, Danmark er nummer to med 12,5 procent. Den samlede pris er 1,8 milliarder euro.
Bygger instrumenter
Til at begynde med vil neutronmikroskopet blive udstyret med 16 instrumenter, men der er mulighed for at tilføje flere på et senere tidspunkt. Foreløbig er der truffet beslutning om 12 instrumenter.
”Det medfører en udfordring for os: Vi skal udvikle software til at understøtte instrumenterne, men vi ved ikke, hvordan de sidste skal fungere. Det bliver sikkert afgjort i år,” fortalte Thomas Holm Rod.
I 2019 forventes de første neutroner at blive frigivet. Det videnskabelige brugerprogram vil begynde i 2023. Inden da skal organisationen opbygge sit Data Management and Software Centre (DMSC) i København. Hjertet i centret bliver et stort computeranlæg opbygget som et cluster af computere.
”Det bliver ikke en supercomputer. Det bliver et anlæg, der er skræddersyet til at styre eksperimenter i neutronmikroskopet og analysere data fra dem,” siger Thomas Holm Rod.
Samarbejde med HPC-anlæg
Derfor ser han også gode muligheder for samarbejde med de danske HPC-installationer:
”Når forskerne er nået et vist stykke vej med de analyser, de kan foretage hos os, giver det god mening at flytte deres data over til en lokal facilitet. Det vil også være oplagt at gøre det muligt at ansøge om tid på ESS samtidig med, at man søger om tid på et supercomputeranlæg til den videre databehandling,” siger han.
Desuden håber han, at han og hans kolleger kan trække på den ekspertise, HPC-folkene på de danske universiteter har oparbejdet. ESS er en nystartet organisation, som stadig er i gang med at opbygge sin vidensbase.
Thomas Holm Rod:
Forskerne skal få de første resultater, mens eksperimentet kører, så de kan tilrette det undervejs. På den måde kan computermodellering være med til at berige eksperimentfasen.
Hurtigere reaktion
”Det bliver spændende at se, hvor meget vi kan øge udbyttet fra ESS ved hjælp af software. Vi planlægger at udvikle software til alle faserne i arbejdet. Det har traditionelt været underprioriteret i denne type projekter, selvom softwaren er en billig investering i forhold til udstyret,” siger han.
ESS vil gerne fremme en ny måde at udføre dataanalyse på:
”I forskningsverdenen har det traditionelt været sådan, at forskeren udfører sit eksperiment, tager hjem og analyserer data. Hvis der viser sig problemer med dataene, skal der udføres et nyt eksperiment. Vi vil gerne gøre det muligt at reagere hurtigere: Forskerne skal få de første resultater, mens eksperimentet kører, så de kan tilrette det undervejs. På den måde kan computermodellering være med til at berige eksperimentfasen,” siger han.
ESS og DeiC samarbejder allerede, da ESS DMSC får sit backupudstyr placeret hos DeiC i opbygningsfasen.
