Fisika partikel komputasional

Fisika partikel komputasional mengacu pada metode dan alat komputasi yang dikembangkan dan digunakan dalam penelitian fisika partikel. Seperti kimia komputasional atau biologi komputasional, fisika partikel komputasional merupakan cabang khusus dan bidang interdisipliner yang bergantung pada ilmu komputer, fisika partikel teoretis dan eksperimental, serta matematika. Bidang utama fisika partikel komputasional adalah: teori medan kisi (komputasi numerik), perhitungan otomatis interaksi atau peluruhan partikel (aljabar komputer), dan generator peristiwa (metode stokastik).

Alat komputasi

Aljabar komputer: Banyak bahasa aljabar komputer awalnya dikembangkan untuk membantu perhitungan fisika partikel: Reduce, Mathematica, Schoonschip, Form, GiNaC.
Jaringan Data: Penggunaan terbesar yang direncanakan dari sistem jaringan adalah untuk analisis data yang dihasilkan LHC. Paket perangkat lunak besar telah dikembangkan untuk mendukung aplikasi ini seperti LHC Computing Grid (LCG). Upaya serupa dalam komunitas e-Science yang lebih luas adalah kolaborasi GridPP, sebuah konsorsium fisikawan partikel dari lembaga-lembaga Inggris dan CERN.
Alat Analisis Data: Alat-alat ini dimotivasi oleh fakta bahwa eksperimen dan simulasi fisika partikel seringkali menghasilkan kumpulan data yang besar, contohnya ada pada referensi
Pustaka Perangkat Lunak: Banyak pustaka perangkat lunak digunakan untuk komputasi fisika partikel. Yang juga penting adalah paket-paket yang mensimulasikan interaksi fisika partikel menggunakan teknik simulasi Monte Carlo (yaitu generator peristiwa).
CompHEP
UrQMD
APFEL
Geant4

Sejarah

Fisika partikel memainkan peran dalam sejarah awal internet; World-Wide Web diciptakan oleh Tim Berners-Lee saat bekerja di CERN pada tahun 1991.

Aljabar Komputer

Fisika partikel merupakan bidang aplikasi penting bagi aljabar komputer dan memanfaatkan kemampuan Sistem Aljabar Komputer (CAS). Hal ini menghasilkan umpan balik yang berharga untuk pengembangan CAS. Melihat sejarah sistem aljabar komputer, program pertama berasal dari tahun 1960-an. Sistem pertama hampir seluruhnya berbasis LISP ("Bahasa Pemrograman LISt"). LISP adalah bahasa interpretatif dan, seperti namanya, dirancang untuk manipulasi daftar. Pentingnya LISP untuk program komputer simbolik pada masa awal telah dibandingkan dengan pentingnya FORTRAN untuk program numerik pada periode yang sama. Bahkan pada periode pertama ini, program REDUCE memiliki beberapa fitur khusus untuk aplikasi pada fisika energi tinggi. Pengecualian untuk program berbasis LISP adalah SCHOONSHIP, yang ditulis dalam bahasa assembler oleh Martinus JG Veltman dan dirancang khusus untuk aplikasi dalam fisika partikel. Penggunaan kode assembler menghasilkan program yang sangat cepat (dibandingkan dengan program interpreter pada waktu itu) dan memungkinkan perhitungan proses hamburan yang lebih kompleks dalam fisika energi tinggi. Konon, pentingnya program ini diakui pada tahun 1998 dengan pemberian setengah dari hadiah Nobel kepada Veltman. Program MACSYMA juga patut disebutkan secara eksplisit, karena memicu perkembangan penting terkait algoritma. Pada tahun 1980-an, sistem aljabar komputer baru mulai ditulis dalam bahasa C. Hal ini memungkinkan pemanfaatan sumber daya komputer yang lebih baik (dibandingkan dengan bahasa interpreter LISP) dan sekaligus memungkinkan untuk mempertahankan portabilitas (yang tidak mungkin dilakukan dalam bahasa assembler). Periode ini juga menandai munculnya sistem aljabar komputer komersial pertama, di antaranya Mathematica dan Maple adalah contoh yang paling terkenal. Selain itu, beberapa program khusus muncul, contoh yang relevan dengan fisika partikel adalah program FORM oleh J. Vermaseren sebagai penerus (portabel) SCHOONSHIP. Belakangan ini, isu pemeliharaan proyek-proyek besar menjadi semakin penting dan paradigma pemrograman secara keseluruhan berubah dari pemrograman prosedural ke desain berorientasi objek . Dalam hal bahasa pemrograman, hal ini tercermin dalam perpindahan dari C ke C++. Menyusul perubahan paradigma ini, pustaka GiNaC dikembangkan. Pustaka GiNaC memungkinkan perhitungan simbolik dalam C++.

Teori medan kisi

Teori medan kisi diciptakan oleh Kenneth Wilson pada tahun 1974. Teknik simulasi kemudian dikembangkan dari mekanika statistik.

Sejak awal tahun 1980-an, para peneliti LQCD telah mempelopori penggunaan komputer paralel masif dalam aplikasi ilmiah skala besar, menggunakan hampir semua sistem komputasi yang tersedia termasuk komputer mainframe tradisional, klaster PC besar, dan sistem berkinerja tinggi. Selain itu, metode ini juga telah digunakan sebagai tolok ukur untuk komputasi berkinerja tinggi, dimulai dengan superkomputer IBM Blue Gene.

Akhirnya, jaringan QCD nasional dan regional dibuat: LATFOR (Eropa kontinental), UKQCD dan USQCD. ILDG (International Lattice Data Grid) adalah usaha internasional yang terdiri dari jaringan dari Inggris, AS, Australia, Jepang dan Jerman, dan dibentuk pada tahun 2002.

Lihat pula

Referensi

Pranala luar

Brown University. Computational High Energy Physics (CHEP) group page
International Research Network for Computational Particle Physics . Center for Computational Sciences, Univ. of Tsukuba, Japan.
History of computing at CERN

Sumber dan atribusi

Konten artikel ini diadaptasi dari Wikipedia bahasa Indonesia, revisi 28748907 (2025-12-28T02:37:46Z), yang tersedia berdasarkan lisensi Creative Commons Atribusi-BerbagiSerupa (CC BY-SA). Mohon gunakan konten ini secara bijak serta sesuai dengan ketentuan lisensi yang berlaku.