A Utilização de Big Data no LHC

O Futuro e o Passado por Meio do LHC

Alisson B. G. Sabino, Bruna M. Braga, Caíque C. D. Rezende, Gabriel L. Santos, Henrique Garcia, Marcelo Cavalca

Universidade Federal de Itajubá (Unifei)
Itajubá – MG – Brasil

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Abstract. This article aims study the influence of Big Data about the experiments in Large Hadron Collider (LHC). Big Data is a term used to define a set of solutions to problems with the storage of a very large number of information. The LHC, the largest particle collider of the world, generate a very large number of data. Such data are analyzed by a network of servers spread in several countries collecting data and extracting them accurate conclusions, perfectly using tools offered by big data.

Resumo. Este artigo tem como objetivo estudar a influência do Big Data sobre os experimentos no Large Hadron Collider (LHC). Big data é um termo utilizado para definir um conjunto de soluções para problemas com o armazenamento de um número muito grande de informações. O LHC, o maior colisor de partículas do mundo, gera um número muito grande de dados. Tais dados são analisados por uma rede de servidores distribuídos em diversos países coletando os dados e extraindo deles conclusões precisas, utilizando perfeitamente ferramentas oferecidas pelo Big data.

1. Introdução

Este artigo tem como objetivo estudar e analisar a influência e a viabilidade do Big Data na interpretação dos experimentos realizados no Large Hadron Collider (LHC).

A cada novo dia, fica-se mais dependente da tecnologia e mais dados, portanto, são gerados. Com essa grande quantidade de dados, a análise correta dos mesmos traz informações relevantes e mais precisas acerca de um tema. Por este motivo, entender as técnicas de manipulação dos dados pode ser vital para a melhoria e evolução de um projeto. Sendo o LHC um dos principais projetos da Física Moderna, com potencial para resolver enigmas subatômicos das teorias hoje existentes, a aplicação correta do Big Data como ferramenta de análise dos dados gerados pelos seus experimentos pode ser capaz de esclarecer com mais precisão os mistérios deste campo de pesquisa.

1. Big Data e suas características

Nas últimas décadas, a tecnologia vem evoluindo de uma maneira muito rápida e intensa, fazendo com que tudo tenha que se adaptar rapidamente a essa evolução. É certo que o crescimento e os avanços tecnológicos são importantes, mas, antes de se criarem novas tecnologias, é preciso criar-se novos recursos para que seja possível alcançar o êxito em pesquisas e desenvolvimentos da atualidade.

Um dos fatores mais relevantes na área da inovação são as informações, podendo essas ser obtidas através de teorias ou pesquisas. Com o passar dos anos, as informações tomaram uma proporção muito grande, e com isso os processos de coleta e armazenamento de dados tiveram que melhorar para suprir a demanda dos que utilizam tais processos em suas respectivas necessidades.

É quando surge um termo conhecido como Big Data. De acordo com Escobar (2014, tradução dos autores),

Big Data é o termo geral usado para descrever grandes conjuntos de dados que requerem uma grande capacidade de armazenamento (medidos em terabytes, petabytes e exabytes), e grandes quantidades de poder de processamento para dar sentido a todos os dados.

Mais especificamente, o Big Data é constituído por várias soluções relacionadas aos problemas de armazenamento de informações em volumes muito grandes. O poder e importância do Big Data podem ser exemplificados com um fato que pode se tornar comum algum dia, a previsão. Com tantas informações circulando o mundo a cada milésimo de segundo, seria possível, através da gerência de dados e utilizando conceitos de Big Data, prever ações cotidianas futuras, que ainda não aconteceram, através de análises de uma vasta quantidade de informações que levam a algumas conclusões prováveis de se concretizar. Parece inviável, porém, isso não está longe de acontecer.

O Big Data não é um conceito voltado para áreas específicas, ou seja, pode ser aplicado em qualquer empresa ou pesquisa, sejam elas grandes ou pequenas. Em todo local comercial ou tecnológico existe fluxo de dados que precisam ser organizados e armazenados da melhor maneira possível e isso é a principal função desse recurso.

Um exemplo de aplicação do Big Data foi na Copa do Mundo de Futebol de 2014, onde a seleção campeã, a Alemanha, utilizou meios fundamentados a partir do conceito de grande volume de informações para criar suas estratégias de jogo. Em artigo publicado por Rosa (2014, p.18), foi divulgado que “o técnico alemão, Joachim Low, dispunha de um novo sistema de armazenamento e de processamento de dados que capturava com oito câmeras todos os lances dos treinos e jogos, e os convertia em estatísticas e imagens que ele podia acessar via tablet ou celular e assim fazer opções táticas.”

        As vantagens de aplicações utilizando a tecnologia Big Data são muitas e variam desde a proporcionar melhor manuseio de informações importantes para uma empresa crescer no mercado, até a análise de uma imensa quantidade de dados em pesquisas de física quântica, como será abordado posteriormente.

1. O LHC (Large Hadron Collider)

Como descrito por Las Casas (2010), o Grande Colisor de Hádrons, do CERN (Organização Européia de Pesquisa Nuclear), é o maior acelerador de partículas do mundo. Localizado na fronteira entre a França e a Suíça, próximo a Genebra, é formado por uma estrutura em forma de túnel circular que possui 27 km de comprimento e se situa a aproximadamente 100 metros abaixo do solo, onde ocorrem experimentos envolvendo colisões de partículas, com o principal objetivo de encontrar e descobrir eventos a partir dessas colisões, como novas partículas elementares. O LHC começou a ser construído em 1998, mas só foi inaugurado e entrou em atividade em 2008, tendo como primeiro evento, uma colisão de prótons em 2010.

De acordo com Lundstedt (2010), um acelerador de partículas é uma máquina que trabalha gerando uma energia muito alta a um feixe de partículas subatômicas eletricamente carregadas, de forma com que essa energia as acelere. No LHC, isso ocorre em um túnel circular que é dividido em quatro partes principais, com nomes Atlas, CMS, LHCb e Alice, cada um com uma função dentro dos experimentos realizados.

A importância do LHC é muito grande, pois é de lá que estão saindo as respostas mais significativas para perguntas sobre todas as partículas conhecidas e desconhecidas que formam o universo. É um dos meios que cientistas procuram para “explicar nossa existência”. Um exemplo recente é a descoberta do Bóson de Higgs, considerado umas das descobertas mais importantes da história da ciência. De acordo com O Globo (2013),