INTERVIEW Als jongetje uit Amsterdam-Oost kwam hij al geregeld op de open dagen van deeltjeslab Nikhef. Nu wint informaticus Stephen Swatman voor zijn proefschrift een prijs van het ATLAS-experiment op CERN.
“Ik kwam denk ik elk jaar wel kijken op de open dag van Nikhef, ik vond dat een magische plek”, vertelt Stephen Swatman over zijn relatie met het instituut. Hij ging weliswaar geen natuurkunde studeren maar informatica aan de UvA, maar stak voor zijn masterscriptie toch weer over naar Nikhef.
“Letterlijk naar de overkant van de Kruislaan. Ik werkte aan software voor de reconstructie van deeltjessporen in ATLAS. Dat ging wel lekker, en mijn begeleiders wezen me op het doctoral student programme van CERN. Zes jaar geleden werd ik uitgenodigd, ben ik naar Genève verhuisd en kon ik aan de slag.”
Afgelopen najaar promoveerde Swatman aan de UvA bij het instituut voor informatica. Zijn proefschrift Charged Particle Track Reconstruction Algorithms for Massive Parallel Systems is een van de acht winnaars van de jaarlijkse ATLAS thesis prize. De prijzen worden op 19 februari uitgereikt aan de winnaars.
Het onderzoek van Swatman draait om de software die nodig is om uit de signalen in detectoren als ATLAS sporen van deeltjes uit de botsingen in de LHC-versneller af te leiden. “Je hebt simpel gezegd een stel punten, en de vraag is hoe je daar efficiënt een lijn doorheen trekt”, zegt Swatman.
Uitdaging in het ATLAS-experiment: miljoenen botsingen per seconde, die nog een veelvoud aan signalen opleveren die zo snel mogelijk moeten worden geordend en verwerkt. Swatman onderzoekt in zijn proefschrift of daarbij een nieuw type processoren nuttig kan zijn, die vele berekeningen tegelijk kunnen uitvoeren in plaats van stuk voor stuk in gewone CPU’s.
Swatman: “Zulke GPU processoren zijn oorspronkelijk ontwikkeld voor de gamingwereld, en bedoeld om voor miljoenen pixels op een beeldscherm tegelijk te berekenen welke kleur en helderheid ze het volgende moment moeten hebben. De vraag die ik behandel is of zoiets bruikbaar kan zijn voor de reconstructie van deeltjessporen in de ATLAS-detector.”
Op CERN maakte het LHCb-experiment eerder al de overstap van gewone naar grafische processoren en speciale software in de eerste stap van de datareconstructies, de zogeheten trigger. Bij die overstap was ondermeer computerwetenschapper Roel Aaij van Nikhef nauw betrokken, ooit een van de begeleiders van Swatman.
In zijn proefschrift laat Swatman zien dat massaal parallel rekenen inderdaad een levensvatbare optie is voor spoorreconstructies bij ATLAS. De techniek is sneller dan het gebruik van gewone CPU-processoren, leidt tot meer data die voor analyses gebruikt kunnen worden, en dat alles ook tegen lagere kosten en energiezuiniger.
Swatman is inmiddels als postdoc verbonden aan de ATLAS-groep en werkt mee aan de analyses die nodig zijn om te besluiten of en waar GPU’s in de toekomst in de detector zullen worden ingezet. Die vraag is aan de orde, nu de LHC-versneller binnen enkele jaren met nog veel intensere bundels gaat werken en er nog veel meer signalen uit de detector zullen komen.
Swatman: “Wat de uitkomst van de discussies zal zijn, laat zich nu nog niet zeggen. Het hangt erg van de exacte eisen en criteria af of parallel rekenen de beste keuze is of toch niet. We zullen het zien. Zaak is nu om de argumenten zo scherp mogelijk te krijgen. Daar werken we hard aan.”
VIDEO Bekijk hier Stephen Swatmans uitleg van zijn onderzoek.
