16/04/2012 - 'White Rabbit' - Nanosekundetechnologie für LHC

Menéame

Wissenschaftler der Universität Granada (UGR), des Europäischen Labors für Partikelphysik (CERN) und anderer Institutionen haben eine neue Kommunikations- und Synchronisierungstechnologie entwickelt, die äußerst genaue Zeitgenauigkeit aufweist: einer Nanosekunde. Dieses System soll im großen Hadron-Kolidierer (LHC) des CERN installiert werden.

Diese neue Technologie wird zur Überwachung von Partikelversuchen eingesetzt. Die Wissenschaftler wollen sie beispielsweise dazu nutzen, dies endgültig zu bestätigen. Neutrinogeschwindigkeit in einem Experiment, das im Mai stattfindet. In den letzten Monaten hat sich eine Diskussion zwischen der wissenschaftlichen Gemeinschaft über Versuche ergeben, die offenbar zeigen, dass diese Partikel schneller als Licht reisen können, obwohl verschiedene Messfehler hinter diesen Ergebnissen zu stehen scheinen.

Dank der Technologie, an deren Entwicklung die UGR (über das Forschungszentrum für Informations- und Kommunikationstechnologien, CITIC), die Firma Seven Solutions, Integrasys und CERN selbst beteiligt sind, können diese Maßnahmen automatischer durchgeführt werden (ohne eine mühsame manuelle und kritische vorherige Kalibrierung) und somit zuverlässiger werden. Daher ist es geplant, diese Technologie auch in das LHC für Kontroll- und Zeitsteuerungsaufgaben des verschiedenen Gerätes in den großen Zusammenstoßer zu installieren.

Diese Entwicklung ist Teil eines Projekts, das White Rabbit, die von den vier genannten Institutionen zusammen mit einigen weiteren Institutionen entwickelt wurde und die Entwicklung einer fortgeschrittenen Kommunikationstechnologie zum Ziel hat; geeignet zum Synchronisieren von mehr als 2000 Knoten mit einer Genauigkeit von einer Nanosekunde in Entfernungen von mehr als 10 km. White Rabbit ist ein standardbasiertes Ethernet-Kommunikationsnetz, aber mit einigen zusätzlichen Funktionen, die verschiedene Anwendungen haben können.

Das entwickelte System und seine hohen Synchronisationsleistung auf Nanosekundenebene werden enorme Auswirkungen auf große verteilte Instrumentierungsanlagen haben, wie die Radioteleskop-Matrix CTA (Cherenkov Telescope Array, Initiative für den Bau der neuen Generation von Teleskopen für das Universum mit hochenergetischen Gammastrahlen) oder das Projekt Square Kilometer Array (SKA, das das größte Teleskop der Welt bauen wird) sowie andere Bereiche wie das Stromnetz.

Wie der Leiter des Projekts White Rabbit bei der UGR, Javier Díaz Alonso, erklärt, ist die Messung der Geschwindigkeit der Neutrinos "vielleicht eher langfristige Anwendungen," aber die Technologie, die für diese Art von Zwecken entwickelt wird, "wird sicherlich kurzfristigere Anwendungen haben." So wäre es beispielsweise möglich, ein Mobiltelefon genau in Zentimetern zu lokalisieren (innerhalb und außerhalb von Gebäuden, während die aktuelle GPS-Technologie nur im Ausland funktioniert). Dies wäre möglich, ohne sich auf Satelliten zu verlassen, die von Sonnenstürmen oder anderen Faktoren betroffen sein können, sondern nur abhängig von landseitigen Infrastrukturen.

Darüber hinaus wäre es ausreichend, herkömmliche Mobiltelefone zu nutzen: Die einzige Notwendigkeit, die aktualisiert werden sollte, ist die Telekommunikationsinfrastruktur, nicht die Mobilfunkinfrastruktur selbst. Und die Fähigkeit, mobile Geolokalisierungen durchzuführen, ist von großem Nutzen, beispielsweise für Krankheiten wie Alzheimer, "wo der Patient im Falle von Desorientierung oder Verlust lokalisiert werden sollte," betont Javier. Es kann auch dazu dienen, gestohlene Fahrzeuge, große teure Instrumente zu lokalisieren oder Fehler im Stromverteilungsnetz zu finden.

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