Hesaplamalı parçacık fiziği

Hesaplamalı Parçacık Fiziği bilgisayar tekniklerini ve bilgisayar araçlarının parçacık fiziği alanında kullanılmasıdır. Parçaçık fiziginde hesaplama teknikleri, hem teori kısmında hem de deney kısmında çok yoğun olarak kullanılmaktadır. Genel olarak yazılan bilgisayar programları simülasyon yapmak, alınan verilerin işlenmesi için kullanılır.

Hesaplama Araçları

• Bilgisayar Algoritmaları: Birçok programlama dili çeşitli algoritmalar geliştirerek hesaplamalı parçacık fiziğine katkı sağlamıstır örneğin: Reduce, Mathematica, Schoonschip, Form, GiNaC.
• Veri Yumağı: En büyük veri yumağı Büyük Hadron Çarpıştırıcısı verilerinin alınmasında ve işlenmesinde kullanılır. Ayrıca en kapasamlı veri yumağı programları ve uygulamaları Büyük Hadron Çarpıştırıcısı için yazılılmıştır.
• Veri analizi ekipmanları: Veri analizi ekipmanları parçacık çarpışma simülasyonları ve dedektörlerden alınan verilerin yorumlanarak anlamlı hale getirilmesi sağlar.Örnek olarak, ROOT, Java Analiz Stüdyosu ve SCaViS.
• Yazılım Kütüphaneleri: Yazılım kütüphaneleri özel işler için üretilen programların olduğu bir pakettir. Örnek, olarak FreeHEP, CLHEP. Ayrıca en önemli paketlerden biri  Monte Carlo benzetimidir. Bu tekniğini kullanarak data üretmek, çeşitli analizlerde ve bu benzetim kullanılarak gerçeğe yakın simülasyonlar yapılmaktadır. Monte Carlo benzetimi içeren programlara örnek olarak; PYTHIA, Geant4 ve Fortran predecessor, GEANT verilebilir.

Tarihi

Parçacık fiziği internetin bulunmasında önemli bir rol oynamıştır, internet ilk defa World-Wide Web ismiyle Tim Berners-Lee tarafından 1991 yılında Cern'de araştırmaların çoklu ağlara iletimi için bulunmuştur.

Bilgisayar Algoritmaları

Parçacık fiziğinde kullanılan hesaplamalı fizik metotları bilgisayar dillerinin ve ileri bilgisayar algoritmalarının en iyi örneklerindendir çünkü bu tür yöntemler sıkça kullanılmaktadır. Eğer bu programların tarihine bakarsak ilk bilgisayarlı cebir teknikleri 1960'lı yıllarda yazılmıstır. Yazılan ilk sistem LISP ("LISt Program Dili")kullanılarak yazılmıştır ve LISP bir yorumlanabilir programlama dilidir. Lisp daha önceleri Fortran ile kıyaslanmış fakat Fortranın daha uygun sürümlerinin çıkmasıyla hesaplamalarda olan gücü fark edilmiş ve List yerini Fortrana bırakmıştır. Ayrıca bu zamanlarda REDUCE yazılmış bu program ilk defa genel olarak parçacık fiziği işleriyle ilgilemek için yazılmıştır temelinde Fortran ve List kodlarının beraber çalışması vardır. Ayrıca REDUCE bir Çevirici Dildir ve Martinus J. G. Veltman tarafından özellikle parçacık fiziği uygulamaları için geliştirilmiştir. 1980'li yıllarda C'nin yazılmaya başlanmış ve artık parçacık fiziğindeki yerini almıştır. C'nin en büyük özellliği algoritmalarda çok daha hızlı olması ve hesaplama kabiliyetlerinin Fortrana yakın olmasıdır ayrıca C belleği çok daha etkili ve güçlü olarak kullanabilmekteydi. Bu zamandan sonra C kullanılarak Mathematica ve Maple kullanıcı arayüzlü kullanımı başit diller geliştirilmiştir. Bu dillerin en büyük avantajı sembolik hesaplamalar yapması ve daha basit işleri kısa zamanda halletmesidir. Daha sonra programlama paradigması değişerek yerini yordamsal programlamaya bırakmıştır bu zamandan sonra objelere ve sınıflara yönelik programlama gelişmir ve C yerini bırkmıstır. Daha sonra GiNaC adlı sembolik programlama dili C++ kullanarak yazılmıştır.

Kaynakça

1. ^ Stefan Weinzierl:- "Computer Algebra in Particle Physics." pgs 5-7.
2. ^ GridPP website 26 Nisan 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .  : accessed 19 June 2012.
3. ^ ^{a b c} Stefan Weinzierl, op. cit. : pgs 3-5.

İlgili Bağlantılar

• Brown University. Computational High Energy Physics (CHEP) group page 18 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .
• International Research Network for Computational Particle Physics 5 Mart 2016 tarihinde Wayback Machine sitesinde .. Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba, Japan.
• History of computing at CERN 18 Mayıs 2015 tarihinde Wayback Machine sitesinde .