Cloud-HEP: cosmología y física de altas energías en la nube

La física fundamental no solo nos enseña sobre el origen del universo, sino que también forma material humano altamente capacitado para la academia y la industria. Sin embargo, el país carece de la infraestructura computacional necesaria para avanzar en áreas como la cosmología del universo temprano y la física de altas energías, que requieren capacidad intensiva de cómputo. Incluso si se adquirieran equipos de alto rendimiento, la geografía complica la conectividad y el acceso a estos recursos. Afortunadamente, la nube de alto rendimiento ofrece una alternativa con suficiente capacidad de almacenamiento y cómputo a costos menores que la instalación y administración de servidores físicos. Hipótesis: Las capacidades de la nube de alto rendimiento pueden satisfacer las necesidades de memoria y procesamiento, permitiendo la obtención de resultados científicos relevantes en cosmología, física de altas energías y física de astropartículas—esta última, situada en la intersección de la cosmología y la física de partículas—, a un costo razonable. Este estudio, cuantitativo y confirmatorio, utilizará la nube de alto rendimiento para: (1) correr y hacer el post-procesamiento de simulaciones de la evolución de fluctuaciones primordiales en el universo temprano; (2) procesar grandes cantidades de datos del experimento CMS (asociado al CERN), empleando técnicas de Machine Learning y Deep Learning para identificar la presencia de jets de partículas. Asimismo, (3) estudiar los efectos de diversas modificaciones en los perfiles de energías post-inflacionarios. En cuanto a la cosmología, el objetivo es desarrollar una fórmula semianalítica para predecir la vida útil de los oscilones, estructuras presentes en simulaciones del universo temprano. También se busca simular el impacto de variaciones en las condiciones iniciales de las fluctuaciones primordiales generadas durante la inflación cósmica. En la física de altas energías, se pretende implementar una plataforma computacional accesible y de bajo costo para procesar datos liberados del experimento CMS. En la física de astropartículas, se espera preparar pipelines para participar en misiones cosmológicas observacionales en el corto plazo. El principal resultado será la validación de la tecnología de nube para la producción científica que requiere recursos computacionales de alto rendimiento. Se espera producir dos tesis de posgrado, dos artículos científicos en revistas internacionales de cuartiles Q1 o Q2, y al menos dos ponencias en conferencias, una nacional y otra internacional. Este trabajo busca establecer un precedente positivo en el uso de la nube para el desarrollo de la física fundamental, además de formar expertos en esta tecnología, demandada tanto a nivel nacional como internacional.