Einstein@home
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Einstein@home (E@h) ist ein Projekt für verteiltes Rechnen (distributed computing) der LIGO Scientific Collaboration (LSC). Es sucht in den vom Laser Interferometer Gravitational wave Observatory in den Vereinigten Staaten und dem deutschen GEO600 gesammelten Daten nach Hinweisen auf Gravitationswellen von extrem dichten, schnell rotierenden kompakten Sternen. Dazu gehören Pulsare. Laut der Allgemeinen Relativitätstheorie deformieren solche Sterne die Raumzeit um sie herum, wobei messbare Gravitationswellen entstehen sollten.
[Bearbeiten] Projektidee
Die Messung der Gravitationswellen soll durch große Detektoren auf Basis von Michelson-Interferometern geschehen. Die Detektoren sollen zukünftig genau genug sein, um Längenänderungen in der Größenordnung eines Bruchteils vom Durchmessers eines Protons festzustellen. Dabei fallen große Datenmengen an, die selbst auf heutigen Supercomputern auf Cluster-Basis lange Zeit zur vollständigen Analyse benötigen. Um die Analysen dennoch bewältigen zu können, kam man auf den Ansatz des verteilten Rechnens.
Das Projekt wurde im Rahmen des Jahr der Physik 2005 am 19. Februar 2005 offiziell gestartet. Zum Management der Arbeitspakete wird das BOINC-Framework verwendet. Maßgeblich in das Projekt involviert ist auf deutscher Seite das Albert-Einstein-Institut (AEI) in Potsdam. Dort wurde ein großer Teil der wissenschaftlichen Software entwickelt. Das AEI war mit seinem Merlin-Cluster, bestehend aus 180 Dual-Athlon XP-Maschinen, zeitweilig der größte Einzelteilnehmer des Projekts; inzwischen ist der Nemo-Cluster der Universität von Wisconsin in Milwaukee der größte Einzelteilnehmer. Auch die anderen in der LSC organisierten Forschungseinrichtungen stellen dem Projekt Rechnerpools und Cluster zur Verfügung. Der größte Teil der Arbeit wird jedoch von den Computern von mittlerweile mehr als 150.000 Freiwilligen geleistet. Im Dezember 2006 standen dem Projekt damit über 65 Teraflops an Rechenleistung zur Verfügung, was dem Platz 5 in der aktuellen Liste der weltweit schnellsten Supercomputer entspräche. Fernziel ist die Gewinnung von 400.000 Teilnehmern, um die von den Detektoren gewonnenen Daten in annähernd Echtzeit analysieren zu können.
[Bearbeiten] Projektverlauf
Einstein@home begann seine Analysen mit 600 Stunden Datenmaterial aus dem LIGO-Durchlauf S3, dessen Genauigkeit jedoch noch um einiges von der angestrebten Präzision des LIGO-Detektors entfernt war. Die Daten waren bereits vorher auf Clustern untersucht worden, wobei keine Auffälligkeiten entdeckt worden waren. Der erste E@h-Durchlauf mit S3-Daten diente daher vor allem dem Test der wissenschaftlichen Anwendung und einer besseren Kalibrierung. Dabei wurden zahlreiche Störsignale entdeckt und entfernt. Diese Störsignale kommen durch die Empfindlichkeit der Detektoren zustande. Vor allem durch seismische Störungen, aber auch durch Signale aus dem Stromnetz oder die Meeresbrandung schlagen sie permanent aus. Von diesen Störungen ist jeder Detektor individuell betroffen. Eine Gravitationswelle würde sich dadurch verraten, dass alle Detektoren weltweit gleichzeitig ausschlagen. Nach der "Säuberung" der S3-Daten wurde diese neue Version nochmals analysiert. Zusätzlich wurden einige falsche Signale eingestreut, um Aussagen über die Entdeckungswahrscheinlichkeit von relevanten Signalen zwischen den Störungen machen zu können. Von Ende Juni 2005 bis Mitte 2006 lief die Analyse des Anfang 2005 durchgeführten LIGO-Durchlaufs S4, der einen Genauigkeitsfaktor von 2 erreichen sollte. S5 soll der erste Durchlauf werden, der die angepeilte Genauigkeit erreicht. Im Rahmen von S5 ist geplant, ein ganzes Jahr lang Daten zu sammeln. Die Analyse der S5-Daten begann im Juni 2006 und soll voraussichtlich im Februar 2007 abgeschlossen sein.
