Das als Neutrino bekannte subatomare Teilchen wird als Geisterteilchen bezeichnet. Jeden Tag strömen Billionen von ihnen durch die Erde, ohne jemals mit der Materie um sie herum zu interagieren. Wissenschaftler können Neutrinos jedoch mit speziellen Sensoren tief im Untergrund nachweisen.
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Um die schwer fassbaren Partikel zu finden, müssen die Forscher eine absolut erstaunliche Menge an Daten sortieren. Das Problem ist noch schlimmer, wenn Sie nach einer bestimmten Art von Neutrino suchen. Dies ist beim IceCube-Südpol-Neutrino-Observatorium der Fall, erklärt JM Porup für Motherboard . Der IceCube ist der weltweit größte Partikeldetektor, dessen Sensoren auf der Suche nach Neutrinos unter einem Kubikkilometer gefrorenem Wasser vergraben sind.
Die große Datenmenge summiert sich jeden Tag zu schnellen Terabytes an Rohdaten. "Insgesamt speichert das IceCube-Projekt ab [jetzt] etwa 3, 5 Petabyte (das sind etwa 3, 5 Millionen Gigabyte, Geben oder Nehmen) im UW-Madison-Rechenzentrum", schreibt Porup.
Für eine Perspektive: Ein Petabyte oder 1.000 Terabyte entspricht einem 32 Jahre langen MP3-Song und der für die 3D-Effekte des Films Avatar erforderlichen Speicherkapazität.
Tatsächlich ist jedoch nur ein winziger Bruchteil dieser Daten von Interesse. Der IceCube erkennt etwa ein Neutrino, das durch Kollisionen in der Atmosphäre alle 10 Minuten erzeugt wird. Die hochenergetischen Neutrinos, an deren Entdeckung die Wissenschaftler wirklich interessiert sind, stammen jedoch von astronomischen Ereignissen, die weit im Weltraum liegen, erklärt der IceCube-Forscher Nathan Whitehorn gegenüber Motherboard . Diese Preisneutrinos werden nur etwa einmal im Monat entdeckt.
Dies ist eine bedrückend kleine Menge: "Jede Partikelwechselwirkung dauert ungefähr 4 Mikrosekunden, daher müssen wir die Daten durchsehen, um die 50 Mikrosekunden pro Jahr an Daten zu finden, die uns wirklich interessieren", sagt Whitehorn Porup.
Warum all die Mühen auf sich nehmen? Diese speziellen Neutrinos stammen von gewalttätigen astrophysikalischen Ereignissen: Explodierende Sterne, hochenergetische Gammastrahlen, Ereignisse in Schwarzen Löchern und Neutronensternen. Das Studium von Neutrinos kann Einblicke in diese Ereignisse geben und die Suche nach dunkler Materie erleichtern.
Datenanforderungen in der Physik sind nicht neu. Bei der Suche nach dem Higgs-Boson wurden mehr als 800 Billionen Kollisionen am CERN-Partikelcollider in der Schweiz gesiebt. Das CERN selbst hatte bis 2012 etwa 200 Petabyte an Daten gesammelt, als das Forschungsteam die Entdeckung von Higgs ankündigte, berichtet Loraine Lawson von IT Business Edge .
Für das IceCube-Projekt ist das Speichern und Analysieren all dieser Daten eine monumentale und teure Aufgabe, die sich jedoch lohnt. Obwohl Wissenschaftler nur noch einen Bruchteil der Zahlen betrachten, könnten die Antworten auf viele der Geheimnisse des Universums auf diesen Festplatten lauern.
