Войти
 | |
| Разработчик (и) | LIGO Scientific Collaboration (LSC), Max Planck Society (MPG) |
|---|---|
| Первый выпуск | 19 февраля 2005 г. (2005-02-19) |
| Статус разработки | Активный |
| Операционная система | Межплатформенный |
| Платформа | BOINC |
| Лицензия | Стандартная общественная лицензия GNU, версия 2. |
| Средняя производительность | 6.545 PFLOPS ( Сентябрь 2020 г.) |
| Активных пользователей | 22035 |
| Всего пользователей | 1028716 |
| Активных хостов | 33654 |
| Всего хостов | 7 829 871 |
| Веб-сайт | einsteinathome.org |
Einstein @ Home - это добровольный проект распределенных вычислений, который ищет сигналы от вращающихся нейтронных звезд в данных с LIGO детекторы гравитационных волн, от больших радиотелескопов и от космического гамма-телескопа Ферми. Нейтронные звезды обнаруживаются их импульсным радио и гамма-излучением в виде радио и / или гамма-пульсаров . Они также могут наблюдаться как источники непрерывных гравитационных волн, если они быстро вращаются и деформируются неосесимметрично. Einstein @ Home изучает данные радиотелескопа Обсерватории Аресибо и в прошлом анализировал данные Обсерватории Паркс в поисках радио пульсаров. В рамках проекта также анализируются данные космического гамма-телескопа Ферми для обнаружения гамма-пульсаров. Проект выполняется на программной платформе Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (BOINC) и использует бесплатное программное обеспечение, выпущенное под Стандартной общественной лицензией GNU, версия 2. Эйнштейн @Home находится в Университете Висконсина-Милуоки и Институте гравитационной физики им. Макса Планка (Институт Альберта Эйнштейна, Ганновер, Германия). Проект поддерживается Американским физическим обществом (APS), Национальным научным фондом США (NSF) и Обществом Макса Планка (MPG). Директором проекта Einstein @ Home является Брюс Аллен.
12 августа 2010 года, первое открытие Эйнштейном @ Home ранее необнаруженного радиопульсара J2007 + 2722, обнаруженного в данных из Аресибо. Обсерватория, была опубликована в Science. По состоянию на сентябрь 2020 года в рамках проекта было обнаружено 55 радиопульсаров.
По состоянию на сентябрь 2020 года Einstein @ Home обнаружил 25 ранее неизвестных источников гамма-излучения по данным телескопа Large Area Telescope на борту космического гамма-излучения Ферми. Телескоп. Поиск Einstein @ Home использует новые и более эффективные методы анализа данных и обнаруживает пульсары, отсутствующие в других анализах тех же данных.
Официально проект запущен 19 февраля 2005 г. как часть вклада Американского физического общества в проведение Всемирного года физики 2005. Он использует возможности управляемых добровольцами распределенных вычислений для решения вычислительно-ресурсоемкой задачи анализа большого объема данных. Такой подход был впервые применен в проекте SETI @ home, который предназначен для поиска признаков внеземной жизни путем анализа данных радиоволн. Einstein @ Home использует ту же программную платформу, что и SETI @ home, Открытая инфраструктура для сетевых вычислений Беркли (BOINC).
. По состоянию на ноябрь 2016 года в проекте приняли участие более 440 000 добровольцев из 226 стран, что сделало его четвертое по популярности приложение BOINC. Пользователи регулярно вносят около 6,5 петафлопс вычислительной мощности, в результате чего Einstein @ Home входит в число 60 лучших в TOP500 списке суперкомпьютеров.
Проект Einstein @ Home был создан для выполнения поиска по всему небу ранее неизвестных источников непрерывных гравитационных волн (CW) с использованием данных из гравитационно-волновой обсерватории с лазерным интерферометром (LIGO ) Детектор инструментов в Вашингтоне и Луизиане, США. Основной класс целевых источников непрерывного излучения - это быстро вращающиеся нейтронные звезды (включая пульсары ), которые, как ожидается, будут излучать гравитационные волны из-за отклонения от осесимметрии. Помимо подтверждения общей теории относительности Эйнштейна, прямое обнаружение гравитационных волн также составило бы важный новый астрономический инструмент. Поскольку большинство нейтронных звезд электромагнитно невидимы, наблюдения с помощью гравитационных волн могут позволить выявить совершенно новые популяции нейтронных звезд. Обнаружение непрерывного излучения потенциально может быть чрезвычайно полезным в астрофизике нейтронных звезд и в конечном итоге даст уникальное понимание природы материи при высоких плотностях.
С марта 2009 года часть вычислительной мощности Einstein @ Home также использовалась для анализа данных, полученных Консорциумом PALFA в Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико. Эти поиски предназначены для поиска радиопульсаров в тесных двойных системах. Аналогичный поиск был также выполнен на двух наборах архивных данных из Многолучевого исследования пульсаров Паркса. Поиск радиопульсаров Einstein @ Home использует математические методы, разработанные для поиска гравитационных волн.
С июля 2011 года Einstein @ Home также анализирует данные с телескопа Large Area Telescope (LAT), основного инструмента на Космический гамма-телескоп Ферми для поиска импульсного гамма-излучения вращающихся нейтронных звезд (гамма-пульсаров). Некоторые нейтронные звезды можно обнаружить только по их импульсному гамма-излучению, которое возникает в другой области магнитосферы нейтронной звезды, чем радиоизлучение. Определить скорость вращения нейтронной звезды сложно с вычислительной точки зрения, потому что для типичного гамма-пульсара только тысячи гамма-фотонов будут обнаружены LAT в течение миллионов вращений. Анализ данных LAT Einstein @ Home использует методы, первоначально разработанные для обнаружения непрерывных гравитационных волн.
Einstein @ Home провел множество анализов с использованием данных, полученных с помощью инструментов LIGO. С момента первого поискового запуска в 2005 году качество данных LIGO постоянно улучшалось за счет улучшенных характеристик детектора. Алгоритмы поиска Einstein @ Home идут в ногу с развитием технологий LIGO, обеспечивая повышенную чувствительность поиска.
В первом анализе Einstein @ Home использовались данные «третьего научного цикла» (S3) LIGO. Обработка набора данных S3 проводилась в период с 22 февраля 2005 г. по 2 августа 2005 г. В этом анализе использовалось 60 сегментов 4-километрового детектора LIGO Hanford, суммарно по десять часов данных каждый. Каждый 10-часовой сегмент анализировался на наличие сигналов CW компьютерами добровольцев с использованием метода согласованной фильтрации. Когда были возвращены все результаты согласованной фильтрации, результаты из разных сегментов затем объединялись на «этапе постобработки» на серверах Einstein @ Home с помощью схемы совпадений для дальнейшего повышения чувствительности поиска. Результаты были опубликованы на веб-страницах Einstein @ Home.
Работа над набором данных S4 (четвертый научный прогон LIGO) была начата через чередование с вычислениями S3 и завершена в июле 2006 года. В этом анализе использовалось 10 сегментов по 30 часов. каждый из 4-километрового детектора LIGO Hanford и 7 сегментов по 30 часов каждый из 4-километрового детектора LIGO Livingston. Помимо того, что данные S4 более чувствительны, в постобработке также применялась более чувствительная схема комбинации совпадений. Результаты этого поиска привели к первой научной публикации Einstein @ Home в Physical Review D.
Einstein @ home привлекло значительное внимание в международном сообществе распределенных вычислений, когда было оптимизировано приложение для Анализ набора данных S4 был разработан и выпущен в марте 2006 года волонтером проекта Акосом Фекете, венгерским программистом. Fekete улучшил официальное приложение S4 и внес в код оптимизации SSE, 3DNow! и SSE3, повысив производительность до 800%. Фекете получил признание за свои усилия, и впоследствии он вместе с командой Einstein @ home официально участвовал в разработке нового приложения S5. К концу июля 2006 года это новое официальное приложение стало широко распространяться среди пользователей Einstein @ home. Приложение привело к значительному увеличению общей производительности и продуктивности проекта, измеряемой скоростью с плавающей запятой (или FLOPS ), которая со временем увеличилась примерно на 50% по сравнению с неоптимизированными приложениями S4.
Первый анализ Einstein @ Home раннего набора данных LIGO S5, в котором приборы изначально достигли проектной чувствительности, начался 15 июня 2006 г. В этом поиске использовались 22 сегмента по 30 часов каждый из 4-километрового детектора LIGO Hanford. и шесть сегментов по 30 часов от 4-километрового детектора LIGO Livingston. Этот прогон анализа (кодовое название «S5R1») с использованием методологии поиска Einstein @ Home был очень похож на предыдущий анализ S4. Однако результаты поиска были более чувствительными из-за использования большего количества данных лучшего качества по сравнению с S4. Эти результаты, которые также были представлены в Physical Review D, являются наиболее исчерпывающими из опубликованных на сегодняшний день.
Второй поиск Einstein @ Home по данным LIGO S5 (кодовое название «S5R3») представляет собой дальнейшее значительное улучшение в отношении чувствительности поиска. В отличие от предыдущих поисков, полученные результаты уже были объединены на компьютерах добровольцев с помощью метода преобразования Хафа. Этот метод сопоставил отфильтрованные результаты из 84 сегментов данных по 25 часов каждый, параметры из которых были получены с помощью инструментов LIGO Hanford и Livingston, расположенных на расстоянии 4 км. Результаты этого поиска в настоящее время проходят дополнительную проверку.
7 мая 2010 г. был запущен новый поисковый запрос Einstein @ Home (кодовое имя «S5GC1»), в котором используется значительно улучшенный метод поиска. Эта программа проанализировала 205 сегментов данных по 25 часов каждый, используя данные 4-километровых инструментов LIGO Hanford и Livingston. Он использовал технику, которая использовала глобальные корреляции пространства параметров для эффективного объединения результатов согласованной фильтрации из разных сегментов.
В марте 2016 года Einstein @ home начал поиск данных LIGO O1 расширенного поколения. Поиск сосредоточен на сигналах с частотами от 20 Гц до 100 Гц. Поиск включает в себя два компонента, один для стандартных непрерывных непрерывных гравитационных волн, а другой для непрерывных сигналов, продолжающихся всего несколько дней.
24 марта 2009 г. объявил, что проект Einstein @ Home начинает анализ данных, полученных консорциумом PALFA в Обсерватории Аресибо в Пуэрто-Рико.
26 ноября 2009 г. 16>Оптимизированное для CUDA приложение для поиска Arecibo Binary Pulsar Search впервые было подробно описано на официальных веб-страницах Einstein @ home. Это приложение использует как обычный ЦП, так и графический процессор NVIDIA, чтобы выполнять анализ быстрее (в некоторых случаях на 50% быстрее).
В своем анализе радиоданных из обсерватории Аресибо, Эйнштейн @Home повторно обнаружил 134 различных известных радиопульсара, включая 8-миллисекундные пульсары.
12 августа 2010 года проект Einstein @ Home объявил об открытии нового разрушенного двойного пульсара, PSR J2007 + 2722 ; это может быть самый быстро вращающийся пульсар, обнаруженный на сегодняшний день. Компьютеры добровольцев Einstein @ Home Криса и Хелен Колвин и Дэниела Гебхардта наблюдали PSR 2007 + 2722 с наивысшей статистической значимостью.
1 марта 2011 года проект Einstein @ Home объявил о своем втором открытии: системе двойных пульсаров. Компьютеры добровольцев Einstein @ Home из России и Великобритании наблюдали PSR J1952 + 2630 с наивысшей статистической значимостью.
К 15 мая 2012 года добровольцы Einstein @ Home обнаружили три новых радиопульсара (J1901 + 0510, J1858 + 0319 и J1857 + 0259) в Аресибо данные PALFA и новый выпущено приложение для видеокарт ATI / AMD. Используя OpenCL, новое приложение было в десять раз быстрее, чем на обычном процессоре. В настоящее время приложение доступно для компьютеров под управлением Windows и Linux с видеокартами Radeon HD 5000 или лучше.
По состоянию на февраль 2015 года в рамках проекта Einstein @ Home было обнаружено в общей сложности 51 пульсар: 24 с использованием данных Parkes Multibeam Survey и 27 с использованием радиоданных Аресибо (в том числе два из поиска двоичных радиопульсаров Аресибо и 25 с использованием данных макетного спектрометра PALFA из обсерватории Аресибо ).
По состоянию на сентябрь 2020 года в рамках проекта Einstein @ home было обнаружено в общей сложности 55 радиопульсары и 25 гамма-пульсаров.
