Како српски Тијер-1 рачунарски центар може да буде најбољи на свету

ЦЕРН мрежа укупно има око 90 центара, а најважнији и најосетљивији део овог задатка обавља се у првом прстену, Тијер-1, који је основа целог система, поверен малом броју земаља – Енглеској, Француској, Немачкој, Италији, Шпанији, Русији и САД, за CMS експеримент, а у којима се сви прикупљени подаци обрађују на десетинама хиљада процесора различитих врста, чувају и даље деле на додатне анализе у мањим центрима по свету. Одскоро, овом изабраном друштву Тијер-1 рачунарских центара има шансу да се придружи и Србија

Србија ће се наредних месеци придружити мрежи рачунарских центара ЦЕРН-а који су познати као Тијер-1. Пошто сам се у свом вишегодишњем раду на експериментима великим делом ослањао на осмишљавање алгоритама за селекцију података и развијање потребне технологије за њихову обраду, осмислио сам пројекат да се једна рачунарска компонента CMS експеримента у ЦЕРН-у инсталира у Србији као део настојања да се знање и модерна технологија пребаци у нашу земљу. Свој пројекат прво сам представио колегама др Лучији Силвестрис, једном од руководилаца CMS експеримента, и др Симонеу Кампанију, руководиоцу Светске LHC рачунарске мреже. Резерве колега у ЦЕРН-у превазиђене су током 2023. године, након бројних презентација, организованих посета у Србију и Женеву, да бих на крају за пројекат обезбедио потребну интернационалну научну подршку. Уз искрену доследност тадашње премијерке Ане Брнабић иницијатива је успешно финализована 9. децембра 2023, потписивањем Меморандума о разумевању између Србије и ЦЕРН-а о намери да се формира српски Тијер-1 центар као део „Светске LHC рачунарске мреже”, са локацијом у Државном дата центру у Крагујевцу. 

Дисциплина којом се баве научници у ЦЕРН-у, физика елементарних честица, посебно је ноторна по потреби анализе огромних количина података у научним студијама. Заједно са „Гуглом” и „Фејсбуком”, експерименти који прикупљају податке са судара честица на великом хадронском сударачу (LHC) у ЦЕРН-у и даље представљају један од највећих извора података у свету. Од замисли експеримента, преко развоја дизајна акцелератора и детектора, детаљних слика судара 40 милиона пута у секунди до коначних закључака из анализа, сви кораци су прожети незаобилазном компонентом – рачунарством. Коришћење теоријских и експерименталних података о интеракцији честица у научним студијама, као што је то било откриће Хигсовог бозона 2012. у ЦЕРН-у, захтева континуирани развој иновативних метода у раду са подацима: детекција, брза анализа, селекција, обрада, складиштење, организација, идентификација, заштита, дељење. Ово су задаци на којима хиљаде научника непрестано ради. Како истраживање на експерименту еволуира, тако се и формат и технологија рада са подацима прилагођава, и обратно. С новим решењима у технологији рачунарства отварају се додатне научне могућности физичког експеримента.

У глобалном подухвату, широм света, физичари анализирају податке са експеримената у ЦЕРН-у и у томе им помаже глобално дистрибуирана рачунарска обрада података као саставни део експеримената. Уместо да се рад са подацима обавља само у ЦЕРН-у, овај део експеримента је организован у концентричне „прстенове” екстерних рачунарских центара са јасно делегираним задужењима. ЦЕРН мрежа укупно има око 90 центара, а најважнији и најосетљивији део овог задатка обавља се у првом прстену, Тијер-1, који је основа целог система, поверен малом броју земаља – Енглеској, Француској, Немачкој, Италији, Шпанији, Русији и САД, за CMS експеримент, а у којима се сви прикупљени подаци обрађују на десетинама хиљада процесора различитих врста, чувају и даље деле на додатне анализе у мањим центрима по свету. Одскоро, овом изабраном друштву Тијер-1 рачунарских центара има шансу да се придружи и Србија. Огромне количине података се складиште и организују, а уз помоћ робота и интелигентних технологија веома брзо чине доступним у сваком тренутку.

Овако организован рачунарски део експеримента је омогућио откриће Хигсовог бозона за које је 2013. године додељена Нобелова награда за физику. 

Као што је то случај у наведеним земљама, за спровођење овог пројекта формирају се тимови које воде научници физичари са дугогодишњим искуством рада са подацима на експериментима у ЦЕРН-у, потпомогнути ИТ инжењерима са дефинисаним научнотехничким задацима. Техничка задужења су озбиљна, захтевају пуне ангажмане и кадар у потпуности посвећен овом задатку. Као део темеља међународног ЦЕРН рачунарског система Тијер-1, центар мора функционисати стабилно, у пуној синхронизацији са партнерима из ЦЕРН-а, потпуно транспарентно, почевши од саме набавке опреме, организовања људства и сервиса, па до функционисања свих компоненти у систему и његовог целокупног стања у оперативном статусу. Све су ово неопходни услови да овакав центар буде успешан и прихваћен, што је за Србију од високог државног и научног интереса. Са активирањем Тијер-1 центра на правилан начин, научни углед Србије у ЦЕРН-у и свету ће порасти и оправдати поверење у способност реализације пројекта које нам је дато.

Успостављање оваквог центра је захтеван подухват, али његово правилно функционисање такође. Да би центар био користан за експеримент у ЦЕРН-у и српску науку, потребно је добро разумевање тематике експеримента, његових потреба, познавање научног правца истраживања, недостатака постојећих технолошких и експерименталних решења и лимитирајућих ефеката које имају на научну дисциплину. Такав холистички приступ омогућава да се правилно идентификују битни елементи процеса и обезбеди његово правилно функционисање. Искуства физичара у другим центрима су од велике користи. Штавише, комбиновањем постојећих решења и осветљавањем простора за унапређења која би ефектно одговарала постојећим потребама експеримента, српски центар се може развити у један од најбољих центара ове врсте у свету, чиме би значајно допринео научноистраживачком раду. Добро конфигурисан идеалан је као платформа за развој технологије рачунарства у науци. Организовање центра са акцентом на иновативна решења која унапређују перформансе експеримента треба да буде његова битна карактеристика, а ангажовање наших постојећих и будућих научних капацитета из области физике и рачунарства, његов саставни део. Поред учешћа у CMS експерименту, задатак пројекта је да у земљи развије научни и технички кадар из ове области, као и да га оспособи да креира овакве центре. Зато је предвиђено укључивање студената редовних и постдипломских студија у радне задатке од самог почетка. Други задатак овог пројекта је да допринесе квалитету научне инфраструктуре и екосистема у Србији, не само за дисциплину физике елементарних честица већ временом и за друге области науке. Овладавањем постојећих техника рада са великим количинама података, правилно организовани капацитети се без превелике муке могу проширити или адекватно прилагодити за решавање проблема у другим дисциплинама: нуклеарној физици, астрономији, биологији, фармацији, здравству, као што је то био случај са ЦЕРН Тијер-1 центрима за време пандемије короне. Посебно овде треба имати у виду могућности које се пружају у помоћи развоју нуклеарног енергетског програма који је одскоро актуелизован у Србији. Трећи али подједнако важан циљ овог пројекта је да својим квалитетом учествује у задржавању научног кадра у Србији. То је једино оствариво уколико српски центар буде препознат као функционалан Тијер-1 центар са испуњеним свим траженим условима, најбољи или један од најбољих оваквих центара у свету, оцењен као високо ефикасан и иновативан. Само у таквом амбијенту, који је интернационално прихваћен као успешан, могу се привући и задржати млади, најбољи стимулисати да раде у земљи, привући људи из иностранства и обезбедити значајна глобална сарадња. Неопходно је да српским центром, као што је то случај свуда другде у свету, управљају научници са добрим познавањем дисциплине, али и са визијом, који ће уз подршку техничког кадра стварати амбијент пласмана нових идеја и тиме давати печат заједничком глобалном научном напору. Ризици који прате остварење овог задатка су као увек, непрофесионалан однос према задацима, неиспуњавање договорених корака и зацртаних циљева, нетранспарентне процедуре и затвореност. Србија тако нешто себи не може да приушти.

Сваки другачији пут у структурирању и организовању тима би без сумње нанео штету Србији, свим учесницима у целокупном процесу договарања и потписивања меморандума и дугорочне штете српској науци. У том случају пројекат ће бити деградиран, шанса пропуштена, а сам српски Тијер-1 центар претворен у обичног извршиоца послова без икаквог кључног доприноса, где би постао терет, али не и корист за државу.

*Научник у ЦЕРН-у