Войти
Вычислительная физика элементарных частиц относится к методам и вычислительным инструментам, разработанным и используемым в исследованиях физики элементарных частиц. Подобно вычислительной химии или вычислительной биологии, для физики элементарных частиц это как отдельная отрасль, так и междисциплинарная область, основанная на информатике, теоретической и экспериментальной физике элементарных частиц и математика. Основными областями вычислительной физики элементарных частиц являются: теория поля на решетке (численные вычисления), автоматический расчет взаимодействия или распада частиц (компьютерная алгебра) и генераторы событий ( стохастические методы).
Физика элементарных частиц сыграла роль в ранней истории Интернета, Всемирная паутина была создана Тимом Бернерсом-Ли во время работы в ЦЕРН в 1991 году.
Примечание. Этот раздел содержит отрывок из «Компьютерной алгебры в физике элементарных частиц» Стефана Вайнциерля
Физика элементарных частиц является важной областью применения компьютерной алгебры и использует возможности систем компьютерной алгебры (CAS). Это приводит к ценной обратной связи для разработки CAS. Если посмотреть на историю систем компьютерной алгебры, первые программы относятся к 1960-м годам. Первые системы почти полностью основывались на LISP («язык программирования LISt»). LISP - это интерпретируемый язык , который, как уже указывает название, предназначен для работы со списками . Его важность для символьных компьютерных программ в первые дни сравнивали с важностью FORTRAN для числовых программ того же периода. Уже в этот первый период программа REDUCE имела некоторые особенности приложения к физике высоких энергий. Исключением из программ на основе LISP был SCHOONSHIP, написанный на языке ассемблера Мартинусом Дж. Г. Велтманом и специально разработанный для приложений в физике элементарных частиц. Использование кода ассемблера привело к невероятно быстрой программе (по сравнению с интерпретируемыми программами в то время) и позволило вычислить более сложные процессы рассеяния в физике высоких энергий. Утверждается, что важность программы была признана в 1998 году, когда Вельтману была присуждена половина Нобелевской премии. Также заслуживает особого упоминания программа MACSYMA, так как она дала толчок важным разработкам в отношении алгоритмов. В 1980-х годах новые системы компьютерной алгебры начали писать на C. Это позволило лучше использовать ресурсы компьютера (по сравнению с интерпретируемым языком LISP) и в то же время позволило сохранить переносимость (что было бы невозможно на языке ассемблера.). В этот период также появилась первая коммерческая система компьютерной алгебры, наиболее известными примерами которой являются Mathematica и Maple. Кроме того, появилось также несколько специализированных программ, примером, относящимся к физике элементарных частиц, является программа FORM Дж. Вермазерен как (переносная) преемница SCHOONSHIP. В последнее время вопросы ремонтопригодности больших проектов становятся все более важными, и общая парадигма программирования изменилась с процедурного программирования на объектно-ориентированное дизайн. С точки зрения языков программирования это выразилось в переходе с C на C ++. Вслед за этим изменением парадигмы была разработана библиотека GiNaC. Библиотека GiNac позволяет выполнять символьные вычисления на C ++.
Генерация кода для компьютерной алгебры также может использоваться в этой области.
Теория поля на решетке была создана Кеннетом Уилсоном в 1974 году. Позже методы моделирования были разработаны на основе статистической механики.
С самого начала 1980-е годы исследователи LQCD первыми начали использовать массивно-параллельные компьютеры в больших научных приложениях, используя практически все доступные вычислительные системы, включая традиционные мэйнфреймы, большие кластеры ПК и высокопроизводительные системы.. Кроме того, он также использовался в качестве эталонного теста для высокопроизводительных вычислений, начиная с суперкомпьютера IBM Blue Gene.
Со временем были созданы национальные и региональные сети QCD: LATFOR (континентальная Европа), UKQCD и USQCD. ILDG (International Lattice Data Grid) - международное предприятие, объединяющее сети из Великобритании, США, Австралии, Японии и Германии, и было создано в 2002 году.
