Luker bort feilkilder ved CERN

Når de ørsmå partiklene kolliderer med hverandre i akseleratoren ved CERN, oppstår det stråling. Denne strålingen er et problem for elektronikken som skal lese ut dataene fra eksperimentet.

Publisert

Ved det europeiske senteret for partikkelfysikk, CERN, akselerer partikler til hastigheter tett opp til lysfarten, for så å kollidere i gitte eksperimentpunkter.

Kollisjonene brukes til å studere hvordan kjernematerien oppfører seg ved ekstra høye energier og tettheter. Man antar at denne høyenergifysikken kan gi et innblikk i hvordan universet var kort tid etter ”Big Bang”.

Disse fysikkeksperimentene har ingen hensikt uten elektronikk som kan lese ut data fra eksperimentet. Men elektronikken kan ta skade av strålingen som oppstår i selve eksperimentet.

Hvordan vet vi at det ikke oppstår feil i elektronikken, som kan forplante seg til datamaterialet?

Feil vil oppstå

– Vi har dessverre ingen garantier for at eksperimentene er feilfrie. Tvert i mot kan vi regne med at det vil oppstå feil. Vi kan heller ikke vite hvor alvorlige disse feilene vil være, forklarer Ketil Røed.

Han har forsket på hvordan elektronikk reagerer på strålingsmiljøet som skapes i den 27 km lange partikkelakseleratoren Large Hadron Collider (LHC) ved CERN.

ALICE-eksperimentet ved CERN benytter SRAM-basert FPGA-teknologi til å lese ut data fra eksperimentet. Men denne teknologien er sårbar for stråling.

Røed har undersøkt hva som skjer når denne typen programmerbare logiske kretser benyttes under eksperimentene. Han har også kalkulert forventet feilrate.

– Sannsynligheten er stor for at feil vil oppstå. Vi kan ikke forhindre at feilene oppstår, men vi kan begrense omfanget, utdyper han.

Feilraten kan holdes nede

Røed har utviklet metoder for å avdekke feilene og for å rette dem opp. Dermed kan eksperimentet bli nesten feilfritt, men ikke helt perfekt.

– Jeg har kommet frem til at flere metoder må benyttes parallelt dersom man skal klare å luke vekk feilene raskt nok. Feilraten kan holdes nede ved å ta i bruk både rekonfigurering og en programvareløsning, påpeker Røed.

Men å garantere at eksperimentene ved det europeiske senteret for partikkelfysikk vil bli vellykket, kan Ketil Røed ikke.

Bakgrunn:

Ketil Røed er ansatt ved CERN i Genève. Han har vært stipendiat ved Høgskolen i Bergen, og tok PhD-graden ved Universitetet i Bergen i desember 2009.

Saken er produsert og finansiert av Høgskolen i Bergen - Les mer