COOL - Project

Das COOL-Projekt – Conditions Objects for LHC (Large Hadron Collider) – wird am Europäischen Zentrum für Elementarteilchenphysik im Rahmen der Software für den Large Hadron Collider entwickelt. Der Large Hadron Collider wird gegenwärtig am Europäischen Zentrum für Elementarteilchenphysik (CERN) in Betrieb genommen und stellt das weltweit größte Instrument zur Forschung auf dem Gebiet der Elementarteilchenphysik dar.

Das COOL-Projekt zielt darauf ab, den LHC-Experimenten eine einheitliche Programmierschnittstelle (API) für die Verwaltung sogenannter “conditions”-Daten zur Verfügung zu stellen. Im Gegensatz zu “Ereignis”-Daten, die Informationen über die Detektormessungen eines Teilchendurchgangs durch die Instrumente, ein sogenanntes “Ereignis”, enthalten, registrieren “conditions”-Daten den Zustand des Detektors selbst. Es gibt viele verschiedene Arten von conditions-Daten, beispielsweise die Detektorgeometrie, Messungen von Kontrolldaten wie Temperaturen und Spannungen, sowie Ausrichtungs- und Kalibrationskonstanten, die aus Messdaten berechnet werden.

Die Größe von conditions-Daten ist typischerweise einige Größenordnungen geringer als die von Ereignisdaten. Dennoch sind sie von großer Bedeutung, denn sie werden für die sinnvolle Rekonstruktion und Analyse der Ereignisdaten benötigt.

Die Haupteigenschaft von conditions-Daten ist ihre zeitliche Veränderlichkeit. Jede Information von conditions-Daten beschreibt den Zustand des Detektors zu einem gewissen Zeitpunkt und hat ein Gültigkeitsintervall, ein sogenanntes “interval of validity”, IOV. Die Länge dieses Intervalls hängt in der Regel von der Art der Daten ab und kann von Sekunden und Minuten im Fall von Umgebungsdaten wie Temperatur und Druck bis zu Monaten und Jahren im Falle der Detektorgeometrie reichen.

Zusätzlich zu ihrer zeitlichen Veränderlichkeit können conditions-Daten auch in verschiedenen Versionen vorliegen. Dies ist typischerweise bei berechneten Größen wie Kalibrations- oder Ausrichtungskonstanten der Fall. Die conditions-Datenbank verwaltet neben der zeitlichen Gültigkeit auch die unterschiedlichen Versionen von conditions-Daten.

Die COOL API wird in vielen Bereichen innerhalb der LHC-Experimente eingesetzt werden, beispielsweise im Rahmen der Datennahme oder der Ereignisrekonstruktion.

Im Rahmen des ATLAS-Experiments (eines der vier Experimente am LHC) alleine werden vorraussichtlich pro Jahr mehrere hundert Gigabyte an conditions-Daten über die COOL API aufgezeichnet und verwaltet. In der Produktionsumgebung wird das System mehreren Tausend Clients gleichzeitig Zugriff auf diese Daten liefern.

Der Beitrag des abstracture-Teams zum Design und zur Entwicklung der COOL API beträgt rund 50% des Gesamtaufwands.