Kako srpski Tijer-1 računarski centar može da bude najbolji na svetu

CERN mreža ukupno ima oko 90 centara, a najvažniji i najosetljiviji deo ovog zadatka obavlja se u prvom prstenu, Tijer-1, koji je osnova celog sistema, poveren malom broju zemalja – Engleskoj, Francuskoj, Nemačkoj, Italiji, Španiji, Rusiji i SAD, za CMS eksperiment, a u kojima se svi prikupljeni podaci obrađuju na desetinama hiljada procesora različitih vrsta, čuvaju i dalje dele na dodatne analize u manjim centrima po svetu. Odskoro, ovom izabranom društvu Tijer-1 računarskih centara ima šansu da se pridruži i Srbija

Srbija će se narednih meseci pridružiti mreži računarskih centara CERN-a koji su poznati kao Tijer-1. Pošto sam se u svom višegodišnjem radu na eksperimentima velikim delom oslanjao na osmišljavanje algoritama za selekciju podataka i razvijanje potrebne tehnologije za njihovu obradu, osmislio sam projekat da se jedna računarska komponenta CMS eksperimenta u CERN-u instalira u Srbiji kao deo nastojanja da se znanje i moderna tehnologija prebaci u našu zemlju. Svoj projekat prvo sam predstavio kolegama dr Lučiji Silvestris, jednom od rukovodilaca CMS eksperimenta, i dr Simoneu Kampaniju, rukovodiocu Svetske LHC računarske mreže. Rezerve kolega u CERN-u prevaziđene su tokom 2023. godine, nakon brojnih prezentacija, organizovanih poseta u Srbiju i Ženevu, da bih na kraju za projekat obezbedio potrebnu internacionalnu naučnu podršku. Uz iskrenu doslednost tadašnje premijerke Ane Brnabić inicijativa je uspešno finalizovana 9. decembra 2023, potpisivanjem Memoranduma o razumevanju između Srbije i CERN-a o nameri da se formira srpski Tijer-1 centar kao deo „Svetske LHC računarske mreže”, sa lokacijom u Državnom data centru u Kragujevcu. 

Disciplina kojom se bave naučnici u CERN-u, fizika elementarnih čestica, posebno je notorna po potrebi analize ogromnih količina podataka u naučnim studijama. Zajedno sa „Guglom” i „Fejsbukom”, eksperimenti koji prikupljaju podatke sa sudara čestica na velikom hadronskom sudaraču (LHC) u CERN-u i dalje predstavljaju jedan od najvećih izvora podataka u svetu. Od zamisli eksperimenta, preko razvoja dizajna akceleratora i detektora, detaljnih slika sudara 40 miliona puta u sekundi do konačnih zaključaka iz analiza, svi koraci su prožeti nezaobilaznom komponentom – računarstvom. Korišćenje teorijskih i eksperimentalnih podataka o interakciji čestica u naučnim studijama, kao što je to bilo otkriće Higsovog bozona 2012. u CERN-u, zahteva kontinuirani razvoj inovativnih metoda u radu sa podacima: detekcija, brza analiza, selekcija, obrada, skladištenje, organizacija, identifikacija, zaštita, deljenje. Ovo su zadaci na kojima hiljade naučnika neprestano radi. Kako istraživanje na eksperimentu evoluira, tako se i format i tehnologija rada sa podacima prilagođava, i obratno. S novim rešenjima u tehnologiji računarstva otvaraju se dodatne naučne mogućnosti fizičkog eksperimenta.

U globalnom poduhvatu, širom sveta, fizičari analiziraju podatke sa eksperimenata u CERN-u i u tome im pomaže globalno distribuirana računarska obrada podataka kao sastavni deo eksperimenata. Umesto da se rad sa podacima obavlja samo u CERN-u, ovaj deo eksperimenta je organizovan u koncentrične „prstenove” eksternih računarskih centara sa jasno delegiranim zaduženjima. CERN mreža ukupno ima oko 90 centara, a najvažniji i najosetljiviji deo ovog zadatka obavlja se u prvom prstenu, Tijer-1, koji je osnova celog sistema, poveren malom broju zemalja – Engleskoj, Francuskoj, Nemačkoj, Italiji, Španiji, Rusiji i SAD, za CMS eksperiment, a u kojima se svi prikupljeni podaci obrađuju na desetinama hiljada procesora različitih vrsta, čuvaju i dalje dele na dodatne analize u manjim centrima po svetu. Odskoro, ovom izabranom društvu Tijer-1 računarskih centara ima šansu da se pridruži i Srbija. Ogromne količine podataka se skladište i organizuju, a uz pomoć robota i inteligentnih tehnologija veoma brzo čine dostupnim u svakom trenutku.

Ovako organizovan računarski deo eksperimenta je omogućio otkriće Higsovog bozona za koje je 2013. godine dodeljena Nobelova nagrada za fiziku. 

Kao što je to slučaj u navedenim zemljama, za sprovođenje ovog projekta formiraju se timovi koje vode naučnici fizičari sa dugogodišnjim iskustvom rada sa podacima na eksperimentima u CERN-u, potpomognuti IT inženjerima sa definisanim naučnotehničkim zadacima. Tehnička zaduženja su ozbiljna, zahtevaju pune angažmane i kadar u potpunosti posvećen ovom zadatku. Kao deo temelja međunarodnog CERN računarskog sistema Tijer-1, centar mora funkcionisati stabilno, u punoj sinhronizaciji sa partnerima iz CERN-a, potpuno transparentno, počevši od same nabavke opreme, organizovanja ljudstva i servisa, pa do funkcionisanja svih komponenti u sistemu i njegovog celokupnog stanja u operativnom statusu. Sve su ovo neophodni uslovi da ovakav centar bude uspešan i prihvaćen, što je za Srbiju od visokog državnog i naučnog interesa. Sa aktiviranjem Tijer-1 centra na pravilan način, naučni ugled Srbije u CERN-u i svetu će porasti i opravdati poverenje u sposobnost realizacije projekta koje nam je dato.

Uspostavljanje ovakvog centra je zahtevan poduhvat, ali njegovo pravilno funkcionisanje takođe. Da bi centar bio koristan za eksperiment u CERN-u i srpsku nauku, potrebno je dobro razumevanje tematike eksperimenta, njegovih potreba, poznavanje naučnog pravca istraživanja, nedostataka postojećih tehnoloških i eksperimentalnih rešenja i limitirajućih efekata koje imaju na naučnu disciplinu. Takav holistički pristup omogućava da se pravilno identifikuju bitni elementi procesa i obezbedi njegovo pravilno funkcionisanje. Iskustva fizičara u drugim centrima su od velike koristi. Štaviše, kombinovanjem postojećih rešenja i osvetljavanjem prostora za unapređenja koja bi efektno odgovarala postojećim potrebama eksperimenta, srpski centar se može razviti u jedan od najboljih centara ove vrste u svetu, čime bi značajno doprineo naučnoistraživačkom radu. Dobro konfigurisan idealan je kao platforma za razvoj tehnologije računarstva u nauci. Organizovanje centra sa akcentom na inovativna rešenja koja unapređuju performanse eksperimenta treba da bude njegova bitna karakteristika, a angažovanje naših postojećih i budućih naučnih kapaciteta iz oblasti fizike i računarstva, njegov sastavni deo. Pored učešća u CMS eksperimentu, zadatak projekta je da u zemlji razvije naučni i tehnički kadar iz ove oblasti, kao i da ga osposobi da kreira ovakve centre. Zato je predviđeno uključivanje studenata redovnih i postdiplomskih studija u radne zadatke od samog početka. Drugi zadatak ovog projekta je da doprinese kvalitetu naučne infrastrukture i ekosistema u Srbiji, ne samo za disciplinu fizike elementarnih čestica već vremenom i za druge oblasti nauke. Ovladavanjem postojećih tehnika rada sa velikim količinama podataka, pravilno organizovani kapaciteti se bez prevelike muke mogu proširiti ili adekvatno prilagoditi za rešavanje problema u drugim disciplinama: nuklearnoj fizici, astronomiji, biologiji, farmaciji, zdravstvu, kao što je to bio slučaj sa CERN Tijer-1 centrima za vreme pandemije korone. Posebno ovde treba imati u vidu mogućnosti koje se pružaju u pomoći razvoju nuklearnog energetskog programa koji je odskoro aktuelizovan u Srbiji. Treći ali podjednako važan cilj ovog projekta je da svojim kvalitetom učestvuje u zadržavanju naučnog kadra u Srbiji. To je jedino ostvarivo ukoliko srpski centar bude prepoznat kao funkcionalan Tijer-1 centar sa ispunjenim svim traženim uslovima, najbolji ili jedan od najboljih ovakvih centara u svetu, ocenjen kao visoko efikasan i inovativan. Samo u takvom ambijentu, koji je internacionalno prihvaćen kao uspešan, mogu se privući i zadržati mladi, najbolji stimulisati da rade u zemlji, privući ljudi iz inostranstva i obezbediti značajna globalna saradnja. Neophodno je da srpskim centrom, kao što je to slučaj svuda drugde u svetu, upravljaju naučnici sa dobrim poznavanjem discipline, ali i sa vizijom, koji će uz podršku tehničkog kadra stvarati ambijent plasmana novih ideja i time davati pečat zajedničkom globalnom naučnom naporu. Rizici koji prate ostvarenje ovog zadatka su kao uvek, neprofesionalan odnos prema zadacima, neispunjavanje dogovorenih koraka i zacrtanih ciljeva, netransparentne procedure i zatvorenost. Srbija tako nešto sebi ne može da priušti.

Svaki drugačiji put u strukturiranju i organizovanju tima bi bez sumnje naneo štetu Srbiji, svim učesnicima u celokupnom procesu dogovaranja i potpisivanja memoranduma i dugoročne štete srpskoj nauci. U tom slučaju projekat će biti degradiran, šansa propuštena, a sam srpski Tijer-1 centar pretvoren u običnog izvršioca poslova bez ikakvog ključnog doprinosa, gde bi postao teret, ali ne i korist za državu.

*Naučnik u CERN-u