• Omnis Web-Lösung •
spielt eine entscheidende Rolle beim Vergleich der Qualifikationsdaten von
Komponenten im weltgrößten Partikelbeschleuniger
Hamburg
Germany
Institute Website
Die Herausforderung: Dieser CMS-Detektor wurde in Zusammenarbeit von 198 Instituten in 45 Ländern entwickelt. Das Institut für Experimentalphysik der Universität Hamburg am DESY (Deutsches Elektronen-Synchroton) ist Mitglied der CMS-Kooperation. Das Hamburger Team entwickelt und verbessert die Silizium-Pixeldetektoren in der innersten Hülle des CMS, dem „Tracker“: Die Pixel haben eine Größe von 0,1 mm x 0,15 mm; insgesamt gibt es 66 Mio. Pixel, was 16 m² Silizium entspricht.
Die Herausforderung der Wissenschaftler im Hamburger Detektorlabor besteht darin, strahlungsharte Silizium-Pixeldetektoren zu entwickeln, die im Rahmen eines bevorstehenden CMS-Upgrades eingesetzt werden. Daher messen sie die Detektoreigenschaften vor und nach einer radioaktiven Bestrahlung. Die umfangreichen Messdaten werden dauerhaft auf einem Server gespeichert. Seit 2009 wurden rund 25.000 Datensätze gesammelt.
Die Lösung
Um historische Messungen an einem bestimmten Detektor zum Vergleich zur Verfügung zu haben, werden die Metadaten aller Datensätze in einer MariaDB-Datenbank gespeichert. Das Web-Frontend für diese Datenbank wurde mit dem Omnis Studio JavaScript Client entwickelt; ein Headless Omnis Server, der über das Web administriert werden kann, arbeitet im Hintergrund.
Damit können nun alle Mitglieder des Instituts für Experimentalphysik über ihren Web-Browser auf diese Datenbank zugreifen, nach Metadaten (Detektortyp, Messdatum, Bediener, Irridiationshistorie, Temperatur usw.) suchen und passende Datensätze zur weiteren Auswertung auf ihren Computer herunterladen.
Das Projekt
Der 27 km lange Large Hadron Collider (LHC) ist der größte und leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger, der je gebaut wurde. Es beschleunigt Protonen auf nahezu Lichtgeschwindigkeit und lässt sie an vier Stellen seines Rings zusammenstoßen. An diesen Punkten wird die Energie der Partikelkollisionen in Masse umgewandelt, und es werden Elementarteilchen in alle Richtungen gesprüht. Der 15 Meter hohe und 21 Meter lange Detektor Compact Muon Solenoid (CMS) befindet sich an einem dieser vier Kollisionspunkte. Es wurde entwickelt, um neue physikalische Phänomene zu beobachten, die der LHC aufdecken könnte.
CMS fungiert als riesige Hochgeschwindigkeitskamera, die bis zu 40 Millionen Mal pro Sekunde 3D-„Fotos“ von Partikelkollisionen aus allen Richtungen macht. Indem er (fast) alle stabilen Partikel identifiziert, ihre Impulse und Energien misst und dann die Informationen all dieser Partikel zusammenfügt, so wie die Teile eines Puzzles zusammenfügt werden, kann der Detektor ein „Bild“ der Kollision zur weiteren Analyse erstellen.
Warum Omnis?
„Aufgrund der schnellen Anwendungsentwicklung von Omnis Studio dauerte die Entwicklung der Lösung nur 2 Monate von der Entscheidung, Omnis einzusetzen, bis hin zu einem funktionsfähigen Prototyp, der alle wesentlichen Funktionen aufweist. Ich möchte besonders die gute Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Experimentalphysik und Omnis Software Germany hervorheben. Das technische Support-Team war sehr kooperativ und hilfsbereit mit seiner fundierten Erfahrung. Kritische Probleme wurden innerhalb weniger Tage behoben.“
Dr. Michael Hufschmidt
Entwickler der Web-App der Uni Hamburg