[論文レビュー] Data Preservation at LEP

André Holzner, R. Gokieli+10 more|ArXiv.org|Dec 9, 2009

Advanced Data Storage Technologies被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、2000年にデータ収集が終了した4つのLEP実験（ALEPH、DELPHI、L3、OPAL）が採用したデータおよびソフトウェアの保存戦略を詳述しており、テープアーカイブ、ソフトウェアパッケージ化、現代のプラットフォームへの移行を通じた長期的アクセスを焦点としている。主な成果として、LEPデータの長期的再利用が成功しており、ALEPHおよびOPALは協力体制に従った方針に従い、外部研究者がアーカイブ済みデータを用いて論文を発表できるようにしている。

ABSTRACT

The four LEP experiments ALEPH, DELPHI, L3 and OPAL successfully recorded e+e- collision data during the years 1989 to 2000. As part of the ordinary evolution in High Energy Physics, these experiments can not be repeated and their data is therefore unique. This article briefly reviews the data preservation efforts undertaken by the four experiments beyond the end of data taking. The current status of the preserved data and associated tools is summarised.

研究の動機と目的

• 再現不可能な唯一無二のLEP e+e−衝突データの長期的アクセスを確保すること。
• ハードウェア、OS、ライブラリ依存性に起因するソフトウェアおよびデータの陳腐化リスクに対処すること。
• データとソフトウェアに加え、元の共同研究者に内蔵されていた暗黙知（tacit knowledge）も保存すること。
• 現代のコンピューティングプラットフォームとツールで利用可能なLEPデータを提供し、将来の物理学研究を可能にすること。
• 外部研究者が引き続きLEPデータを使用できるよう、ポリシーを確立することにより、持続的な科学的価値を確保すること。

提案手法

• CERNのCASTORテープシステムに、生データ、再構築データ、モンテカルロデータを保存し、定期的なメディア移行を実施すること。
• AFSにソフトウェアを維持し、プラットフォーム非依存性を確保するための独立したソフトウェアディストリビューション（例：DELPHI CD、ALEPHミニシステム）を作成すること。
• レガシーシステム（ZEBRA、CERNLIB）から現代のフレームワーク（ROOT、C++）への移行により、長期的な互換性を確保すること。
• 四元ベクトルなどの高レベルのデータ抽象化をQUAEROによってモデルに依存しない分析を可能にするが、最終的には実用的でないと判断された。
• 共通のデータ製品（例：ヒストограм、四元ベクトルファイル）の標準化と文書化を進めるため、共同研究全体で作業グループを設置すること。
• 共同研究終了後の論文発表ポリシーを確立し、元のメンバーの指導のもとで外部研究者がLEPデータを使用できるようにすること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 終了した実験（LEPなど）の高エネルギー物理学データを、長期間にわたり科学的再利用可能にするにはどうすればよいか？
• RQ2 LEPデータにアクセス・分析するのに使用されたソフトウェアが、現代のコンピューティングプラットフォームでも正常に動作し続けるために必要な戦略は何か？
• RQ3 元の共同研究者に内蔵されていた暗黙知を、将来の分析を支援するためにどのように捉え保存できるか？
• RQ4 保存されたLEPデータを、標準模型を超える新しい物理学モデルの検証にどの程度活用できるか？
• RQ5 外部研究者がアーカイブ済みLEPデータを用いて論文を発表できるようにするために、どのような制度的・技術的フレームワークが必要か？

主な発見

• 生データ、再構築データ、モンテカルロデータを含む全LEPデータセット（推定100 TB）が、CERNのCASTORシステムに保存され、定期的なテープ移行が実施されている。
• ALEPHは、Linuxイメージとソフトウェアを含むミニシステムを配布することで、完全なコンピューティング環境を保存し、現代のハードウェアでも完全なデータアクセスを可能にした。
• DELPHIおよびALEPHは、C++ベースのフレームワークを開発し、レガシーFORTRANコードとのインターフェースを確立し、データをROOTにエクスポートすることで、長期的アクセス性を著しく向上させた。
• 保存作業にもかかわらず、OPALおよびDELPHIのイベントディスプレイソフトウェアは、陳腐化した商用ライブラリに依存していたため、現代のプラットフォームで動作しなくなった。
• 四元ベクトルを用いたモデルに依存しない分析を可能にするQUAEROプロジェクトは、事前選択基準や変数の解釈の整合性を確保できないという課題から、中止された。
• 共同研究終了後も継続的な物理学分析が行われており、ALEPHでは1件のアクティブな分析が、OPALでは4〜5件の論文が進行中、L3では5件、DELPHIでは10件の論文が出版予定で、一部はまだジョブを実行中である。