Simulasyon
Ne işe yarar?
Kompakt Müon Solenoid gibi çok büyük dedektörlerde binlerce veri kanalı bulunmaktadır. Deneyde toplanacak veriler basit formüller yardımıyla çözümlenemeyecek kadar çok karmaşık ve çok değişkenli olacaktır. Dedektörün değişik durumlarda nasıl davranacağını, aradığımız parçacıkların dedektörün hangi kısımlarında ne tür sinyaller üreteceğini ve yeni parçacıkları keşfetmek için nelere dikkat etmemiz gerektiğini anlamak için bilgisayar ortamında deneyin benzerini yaratmaya simulasyon diyoruz. BHÇ'de olacak çarpışmalarda binlerce parçacığın ortaya çıkacağını düşünürsek simulasyonların da o kadar kolay olmadığını görürüz. Üstelik simulasyonu yaparken, parçacıkların oluşumunu, çarpışmalarını, bozunmalarını, hem ana parçacıkları hem de bozunmadan sonra oluşan parçacıkların dedektörün değişik kısımlarında üreteceği sinyalleri aradığımız parçacıkla ilgili en olası modele göre programlamamız gerekmektedir.Bunu doğru olarak yaptığımızda ortaya çıkacak sonuçlar bize programladığımız olayı ya da parçacığı gözlemlemeliçin nelere dikkat etmemiz gerektiğini yani veri ç.özümlemesini öğretecektir. Ama bunun olabilmesi için bu programlamada olayların altında yatan fizik olgularına ek olarak dedektörden gelecek sinyaller de hesaplanmalıdır.
Öte yandan programlanan model doğru değilse doğal olarak ortaya çıkan sonuçların da hiç bir anlamı olmayacaktır. Yapılan simulasyonların hangilerinin doğru olduğunu yani hangi modellerin gerçeğe daha yakın olduğunu da ancak deneyi yapıp verileri topladıktan sonra simulasyon yaparken geliştirdiğimiz yöntemlerle ortaya çıkaracağız.
Neler yapıldı?
Kompakt Müon Solenoid Deneyinin başlangıcından bu yana ortakçalışma grubunun ikibin civarındaki üyesinin yarıya yakını bir şekilde simulasyon çalışmalarına katılmıştır. Simulasyonlarda kullanılan yazılımlar birkaç kez tamamen yeni baştan yazılmış ve bu konuda birçok teknik rapor, deney içi ya da hakemli dergilerde yayınlar çıkmıştır. Deneyde inceleceği düşünülen tüm konular sınıflandırılmış ve bu konular deney içindeki gruplara bölüştürülüp her konuda deneyde çıkması beklenen verilere benzer veriler bilgisayarlarda üretilmş sonra da bu veriler veri çözümleme programlarıyla çözümlenmeye başlanmıştır. Örneğin deneyin ana amaçlarından biri olan Higgs bozonunun oluşturacağı sinyaller değişik modeller kullanılarak olası her kütle değeri için ayrı ayrı hesaplanmıştır. Ayrıca aynı sinyalleri verebilecek başka durumlar ya da parçacıklar da tek tek belirlenmeye çalışılmıştır. Ama bu konudaki deneyimlerimiz doğanın sürprizlerle dolu olduğudur.
Bir Örnek:
Simulasyona bir örnek olmak üzere elektron, müon, proton gibi bazı parçacıkların Kompakt Müon Solenoid dedektöründe nasıl davrandıklarını gösteren powerpoint dosyasına bakabilirsiniz. Bu dosyayı açabilmek için powerpoint programınız olması gereklidir. Charged Hadron proton gibi neutral hadron nötron gibi parçacıklar demektir.