1 핵 · 입자물리 계산과학 조기현 2015 계산과학연구 워크샵

세계 수준의 초고성능 컴퓨팅 활용 우수한 과학적 성과 R&D 파트너 수행 계산과학 분야 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 연구 Beyond Discovery 행복한 사회 R&D 파트너 수행 방법 인프라 Goal Output Outcome

연구 3

High Energy Physics  꿈  멋진물리학자  미션  Beyond Discovery (Standard Model)  핵 · 입자물리 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합연구  비전  실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 연구의 최고 선도 기관  R&D 파트너  국내 외 핵 입자물리 커뮤니티 4

5 USA Japan 한 불 입자물리연구소 미국 페르미연구소 2.Geant4 Collaboration 3.Belle/Belle II 일본 KEK 4.FKPPL(France Korea Particle Physics Laboratory) Beam Simulation 입자물리 국제 Korea R&D 파트너

6 내용 목표계산과학연구자 정체성 확립 계산과학연구자 정체성 확립강화 계산과학연구 기획과제 시작 계산과학연구 기획과제 도출 국제 Collaboration - CDF - Belle - Belle II - Geant4 - CDF - Belle - Belle II - Geant4 - CDF/Belle - Belle II 실험시 작 - Geant4 -Belle II 물리 실 험 시작 - Geant4 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 연구 - 표준모형정밀탐 색 계속 -BSM( 암흑물질 등 연구 시작 ) - 표준모형정밀탐 색 계속 -BSM( 암흑물질 연구 진행 ) - 표준모형정밀탐 색 계속 - BSM( 암흑물질 결과 도출 ) - 표준모형정밀탐 색 계속 - 암흑물질 연구결 과 확장 진화하는 아키텍쳐 -Geant4 및 아키텍쳐 연구 구상 -Geant4 및 아키텍쳐 연구 도입 -Geant4 활용 및 아키텍쳐 연구 진행 - Geant4 활용 및 아키텍쳐 연구 결 과 도출 성과 목표 SCI 논문 1 건 도출 상위 20% SCI 논 문 1 건 도출 SCI 논문 1 건 도출 상위 20% SCI 논 문 1 건 도출 연차별 계획

연구주제 SimulationBeyond Standard ModelComputing Beyond Standard Model Simulation Tool Kit (MadGraph, Geant4) Evolving Computing Architecture 1. 표준모형 너머 (BSM, Beyond Standard Model) 2.Evolving Architecture for Beyond Standard Model

계산과학 Theory Simula- tion Experi- ment 우주의 비밀 물질의 근원표준모형 1. 표준모형 너머 1-1. 표준모형 정밀 탐색으로 표준모형 붕괴 연구 1-2. BSM physics ( 암흑물질 등 )

9 ⇒ Feed-back between experiments (Belle & CDF) and theories PhysicsExperimentsTheories Rare B 0 decaysBelle Mixing and CPV on Bs → J/ψΦ CDF Left-Right models K. Cho and S.-h. Nam, PRD 88, (2013 ) T.Aaltonen,..,Y.J.Kim, K.Cho et. al. RRL (2012) J.H.Kim,..,K.Cho et. al. PRD 86, (R) (2012) 1-1. 표준 모형 정밀 탐색으로 표준모형 붕괴 연구

The SM is now complete? 10 Higgs Discovery (July 4, 2012)

The Universe Today Standard Model 11

12 P5 Report ( ) Energy Frontier Intensity Frontier Cosmic Frontier HiggsNeutrino Mass Dark Matter Dark Energ y The Unknown SMBeyond the Standard Model After P5 Report ⇒ Before P5 Report

Collider 에서 암흑 물질 탐색 실험 : Belle II 실험 2017 Run 시작 => Very long term 이론 : 현상론적 모델 제안 => long term

Beyond the Standard Model 14

HEP Simulation 4 15 We focus on MadGraph & Geant4.

16 Geant4 is the most successful model in HEP. HEP user community – BaBar(2001), LHC(2003), Belle II Other community: Medical, Space, DNA, Solid Physics

2. Evolving Architecture for Beyond Standard Model Beyond Standard Model Simulation Tool Kit (MadGraph, Geant4) Evolving Computing Architecture =>

진행사항 ( 현재 )  Evolving Architecture for beyond Standard Model  국제학술대회 발표 2 건 ( 용평, CHEP2015)  국내학술대회 발표 1 건 ( 한국물리학회 )  SCOPUS 저널 제출 (5/6)  Belle II Data Handling system 연구 개발  국내학술대회 발표 1 건 ( 한국물리학회 )  국내외 Collaboration 그룹과의 협업 연구 커뮤니티 선도  Geant4: 빔 시뮬레이션 ( 연세대, FKPPL)  CDF: 국제공동 SCI 논문 생산 5 편  Belle/Belle II: 국제공동논문 생산 5 편  부서간 협력의 우수성  Belle II ( 연구망, 기술개발실, GSDC) => KISTI-Belle II 총회 개최 (2/24)  SCOAP3 ( 정보기반기술실 )  커뮤니티 선도  YoungPyong Conference 2015 개최 (5 개국 100 여명 )  Geant4 및 입자물리분과 홈페이지 제공  학연공동세미나 개최 2 건 등

Beyond the Standard Model 19 Many particles Beyond Standard Model Higgs particle (Standard Model)

계산과학연구 발전방향 2015~2016 정체성 확립 2017~2018 기획과제 20

계산과학연구 연구 정체성 확립 (2015~16)  KISTI 내 계산과학공학 연구할 수 있는 분위기 활성화  자율성과 개방성에 바탕을 둔 연구 분위기 활성화  연구 주제의 자율성 ( 내부 ) 및 개방성 ( 외부 )  연구 방법의 개방성 국내외 연구자들의 KISTI 방문 활성화 - 방문연구원, 학생연구원, 겸 임연구원 등 활용 가능 KISTI 연구자의 대학 및 연구소 방문연구 활성화 - 겸임교수, 참여연 구원 등 21 과거미래 IT driven researchScience driven research 개발자 중심과학 연구자 중심 보직자 중심 (Top-down) 연구자 중심 (Bottom-up) 타율성자율성 및 개방형 연구 부서별 분산구심점 구축 시너지 효과

계산과학연구 기획과제 방향성 (2017~18)  KISTI 내 계산과학공학 연구할 수 있는 내재적 동기 부여  자율성과 개방성에 바탕을 둔 연구 과제 기획  연구 주제의 자율성 ( 내부 ) 및 개방성 ( 외부 )  기획 과제의 개방성 국내외 연구자들의 KISTI 방문 활성화 - 방문연구원, 학생연구원, 겸 임연구원 등 활용 가능 KISTI 연구자의 대학 및 연구소 방문연구 활성화 - 겸임교수, 참여연 구원 등 22 과거미래 IT driven researchScience driven research 개발자 중심과학 연구자 중심 보직자 중심 (Top-down) 연구자 중심 (Bottom-up) 타율성자율성 및 개방형 연구 부서별 분산구심점 구축 시너지 효과

빅뱅에서 암치료까지 분야 확대 맞춤형 암치료 우주의 비밀 빅뱅 입자 / 생물 / 물성물리 의학 물리 천체핵물리 핵물리 방사선 입자가속기 초전도체 행복한사회 과학적 성과 외부 내부 생물 물리 물성 물리 입자 물리 검출기 초고성능 컴퓨팅 활용 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 연구 분야 확대 입자물리 분야 의학물리, 천체 · 핵물리 분야 계산 과학 확대 분자 동역학 기반 생명물리 연구 선도 확대 물성물리 분야 초전도체, 검출기 분야 등 계산 과학 학대 초고성능 컴퓨팅 활용 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 연구 분야 확대 입자물리 분야 의학물리, 천체 · 핵물리 분야 계산 과학 확대 분자 동역학 기반 생명물리 연구 선도 확대 물성물리 분야 초전도체, 검출기 분야 등 계산 과학 학대 초고성능 컴퓨팅 활용 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합연구 활성화 및 커뮤니티 선도 입자물리 분야 방사선 / 검출기 / 가속기 물리 활용 연구 활성화 분자 동역학 기반 생명물리 연구 심화 물성물리 분야 초전도체 계산 과학 활성화 초고성능 컴퓨팅 활용 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합연구 활성화 및 커뮤니티 선도 입자물리 분야 방사선 / 검출기 / 가속기 물리 활용 연구 활성화 분자 동역학 기반 생명물리 연구 심화 물성물리 분야 초전도체 계산 과학 활성화 초고성능 컴퓨팅 활용 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합연구 기반 구축 Goal 물질의 근원 생활의 편리함

대내외 협력 분야 KISTI 대외인력 실험 - 이론 - 시뮬레이 션 융합연구 기반 마련 실험 - 이론 데이터 핸들링 시스템 가상실험실 소프트웨어 / 컴퓨 팅 아키텍쳐 시뮬레이션 툴 병렬화 ( 미국 페 르미연구소 ) 물리 / 소프트웨어 아키텍쳐 2M/Y 입자물리 표준모형 붕괴 탐색 ( 미국 P5 의 주 요주제 ) - 암흑물질 등 실험 - 이론 - 시뮬레 이션 실험 ( 일본 KEK Belle II) 실험 ( 한국 IBS 중이온가속기 사 업단, CAPP, CUP 등 ) 관측데이터 ( 천문연 ) 2M/Y 천체 핵물리 이론 - 시뮬레이션 관측데이터 ( 천문연 ) 실험 ( 한국 IBS 중이온가속기 사 업단 ) 이론 ( 한국 천체핵물리 그룹 ) 1M/Y 암정밀 치료를 위 한 의학물리 시뮬레이션 실험 - 이론 ( 국립암센터 ) 1M/Y 24

Science Knowledge ( 이론 ) Reaction Simulation = Event Generation Detector Simulation Simulated Data Real Data Reduction 출연연 계산과학연구실 ( 천문연 ) 계산과학 전문연구센터 Data Analysis 계산과학전문센터 ( 안 ) 실험 ( 중이온, 원자력, 핵융합, 암센터, 바이오,..) 출연연 계산과학연구실 ( 원자력연 ) 관측 ( 천체,..) 전문 R&D 파트너 출연연 계산과학연구실 ( 중이온가속기 ), …

계산과학연구 전문센터 ( 안 )  현황  국내에서 계산과학으로만 취업이 어려움  국내 대학에서는 계산과학과가 생겨나고 있으나, 물리, 생물 등 연 구주제 중심  출연연도 단위업무로 계산과학을 수행하나 계산과학 연구 리딩 중심 은 없음  배경  대학의 각 분야에서 육성된 인력들을 출연연에서 흡수하여 연구 수행 효율화  방안  KISTI 에서 슈퍼컴 기반의 실험 - 이론 - 시뮬레이션 융합 계산 과학 연구 및 거대컴퓨팅 계산과학연구 집중 수행  출연연은 해당분야의 연구개발을 수행 KISTI 와 공동연구 26

Thank you. 27