Ricerca scientifica

GARR è coinvolto nella realizzazione e gestione delle reti private LHCONE e LHCOPN a supporto dagli esperimenti dell’acceleratore di particelle LHC al CERN. Data l’elevatissima produzione di dati di LHC, la loro analisi viene condotta in modo distribuito nei data centre di livello 1 e 2 (Tier1 e Tier2), oltre che al CERN (Tier0). Per questa ragione è importante avere una rete multiservizio robusta e capace a supporto del trasferimento dati. Da oltre 5 anni sono inoltre in corso sperimentazioni di Data Centre Interconnection, che hanno permesso di estendere le funzionalità di data centre su scala geografica (ad esempio con l’interconnessione delle sedi INFN di Roma e Napoli in un unico Tier2 distribuito) e di migliorarne progressivamente le prestazioni.

Altre attività a supporto di questa comunità riguardano:

• il trasferimento, attraverso uno dei link transatlantici fra il PoP di GÉANT a Ginevra e lo Starlight di Chicago, dei 5 petabyte di dati raccolti dall’esperimento CDF dal Fermilab di Chicago presso l'INFN-CNAF per scopi di data preservation.
• Il supporto offerto alla partecipazione italiana nell’esperimento Belle II nel miglioramento del modello di distribuzione dei dati verso il Nord America, l’Europa e il Giappone. Belle II è un ambizioso esperimento di Flavour Physics, che intende studiare le interazioni tra le varie famiglie di quark. A regime si stima produrrà 25 terabyte di dati al giorno, che dovranno essere distribuiti nei data centre di 4 continenti per l’elaborazione: di qui il requisito di una rete efficiente e in grado di sostenere questi ritmi.

Il collegamento in fibra ottica ad alta capacità dei radiotelescopi di Medicina (BO), Noto (SR) e del Sardinia Radio Telescope (CA), permette all’Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF) di partecipare alle sessioni di osservazione e-VLBI in tempo reale. e-VLBI è una tecnica per correlare in tempo reale i dati acquisiti da osservazioni interferometriche di sorgenti celesti effettuate da radiotelescopi diversi. Questo permette di aumentare la definizione dei fenomeni osservati, riuscendo ad ottenere una definizione pari a quella che potrebbe ottenere una parabola di diametro pari alla distanza tra i radiotelescopi coinvolti. La rete è di fondamentale importanza in questa tecnica in quanto permette la sincronizzazione delle osservazioni e la correzione in tempo reale di eventuali errori, un fatto cruciale per non perdere nessuna informazione se si sta osservando un evento irripetibile come quelli astronomici.

I radiotelescopi possono essere utilizzati anche per altri tipi di ricerca, ad esempio le osservazioni geodinamiche e il monitoraggio e nella comunicazione con sonde interplanetarie, tra cui Rosetta nel 2015 e, più recentemente, Cassini.

GARR ha offerto supporto dedicato ad un progetto che prevede l’invio di un segnale ottico di riferimento temporale dall'Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRIM) di Torino all'European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS) di Firenze. A Torino è stato inoltre realizzato un layer DWDM su anello metropolitano in fibra (47 km) per il trasporto di traffico dati e di un segnale ottico di riferimento temporale. L'anello realizza un giroscopio a effetto Sagnac in fibra che può essere utilizzato per analizzare le variazioni di rotazione terrestre e ha sensibilità tale da permettere la misurazione dei terremoti.

Un nuovo collegamento end-to-end è stato dedicato, inoltre, al potenziamento della struttura di telecontrollo e diagnosi degli apparati coinvolti nel progetto europeo NEAT-FT (Network for European Accurate Time and Frequency Transfer), che utilizza le reti ottiche per la ricerca metrologica e lo sviluppo di nuove tecniche per la comparazione di orologi ottici remoti. Il collegamento consente al Laboratorio di Metrologia di LENS di riferire i propri standard di frequenza all’unità del Sistema Internazionale delle misure.

In aggiunta, GARR e INRIM stanno collaborando su una sperimentazione per la realizzazione di time-as-a-service, un servizio che utilizzerà la fibra ottica per la trasmissione del segnale di tempo ad alta precisione.

GARR fornisce supporto tecnologico e strumenti all’avanguardia per le attività inerenti alcune delle principali infrastrutture di ricerca riconosciute nella roadmap ESFRI. Tra queste sono di grande rilevanza quelle a coordinamento italiano come EPOS (European Plate Observing System), coordinato dall’INGV, che ha l’obiettivo di creare una piattaforma tecnologica per lo studio di terremoti, vulcani e maremoti; ed EMSO, anch’esso coordinato da INGV con lo scopo di realizzare una infrastruttura costituita da una rete di osservatori marini per il monitoraggio e lo studio dei processi di varia natura che hanno luogo nelle profondità oceaniche (geofisica, oceanografia, biologia). Un altro progetto per il quale l’infrastruttura digitale messa a disposizione da GARR ha un ruolo fondamentale è Km3Net, progetto coordinato dall’INFN per realizzare un telescopio per neutrini cosmici di alta energia, che mira a identificare le sorgenti astrofisiche dei raggi cosmici e dell’antimateria. L’infrastruttura, unica nel suo genere in Europa, diventerà il più complesso laboratorio sottomarino abissale esistente al mondo e sarà aperto alle comunità di ricercatori che studiano le Scienze del Mare e della Terra. GARR partecipa alle attività del nodo italiano del progetto ELIXIR, l’infrastruttura europea di bioinformatica. Altri infrastrutture di ricerca che vedono un‘importante partecipazione italiana sono SKA, CTA, EuroBioImaging, BBMRI, Lifewatch, EMBRC, MIRRI, E-RIHS, DARIAH, CLARIN. Esse coprono ambiti disciplinari disparati, dall’astronomia, alla biologia, passando per la linguistica.