Si chiama ESCAPE, European Science Cluster of Astronomy & Particle physics ESFRI research infrastructures: è il progetto messo in campo per affrontare le sfide dell’Open Science condivise sia dalle infrastrutture di ricerca di ESFRI, lo European Strategy Forum for Research Infrastructure, come SKA, CTA, KM3NeT, EST, ELT, HL-LHC, FAIR, sia dalle altre grandi infrastrutture europee, come CERN, ESO, JIVE, che operano nei campi dell'astrofisica, della fisica delle particelle e delle astroparticelle. L’accordo di finanziamento europeo del valore di 16 milioni di euro è appena stato firmato e il progetto partirà il prossimo febbraio: ESCAPE, guidato dal CNRS in consorzio con 31 partner, tra cui l’INFN con un finanziamento europeo di quasi 900 mila euro, è uno dei cinque cluster project che collaboreranno all’implementazione della European Open Science Cloud (EOSC). Gli stati membri dell’Unione Europea, consapevoli della grande sfida che la ricerca di eccellenza comporta nella gestione dei big data hanno, infatti, deciso di puntare su EOSC, un’iniziativa per una cloud di calcolo della ricerca europea che permetta accesso universale ai dati attraverso un’unica piattaforma online. La strategia è rendere federate le risorse nei centri nazionali e nelle infrastrutture di ricerca in modo che sia i ricercatori sia i cittadini possano aver accesso e utilizzare i dati scientifici.
La capacità di accedere a ingenti quantità di dati, fino a molti Exabyte (miliardi di Gigabyte), è una necessità primaria per gli esperimenti di fisica delle particelle, di astronomia e di astrofisica di prossima generazione, e necessita di infrastrutture che permettano una gestione trasparente di tali dati. D'altra parte, la necessità di un'infrastruttura semplificata non può prescindere da criteri di sicurezza nell'accesso, nella privacy, nella tracciabilità, di alta disponibilità e di accesso universale anche a lungo termine. “Una fetta consistente dell'attività dell’INFN in ESCAPE – spiega Tommaso Boccali, ricercatore INFN presso la Sezione di Pisa e responsabile di ESCAPE per l’INFN – si concentra sulla preparazione degli strumenti per tale infrastruttura dati, fino alla preparazione di un prototipo del cosiddetto "data lake", che è al momento la soluzione prospettata per gli esperimenti a High Luminosity LHC (HL-LHC), e interessante per tutti gli esperimenti con analoghe richieste sui dati.” “L'INFN è orgoglioso di contribuire allo sviluppo della futura infrastruttura di storage per la ricerca, mettendo in campo le conoscenze e le professionalità che ha sempre dimostrato nel campo del calcolo scientifico distribuito, a partire dai progetti per la creazione della Grid europea e della rete di calcolo WLCG, fino ai recenti successi nell'aggiudicazione di progetti per l'implementazione di EOSC, come INDIGO-DataCloud, eXtreme DataCloud e EOSChub”, conclude Boccali.
“Gli scienziati che con l’INFN e le università italiane associate lavorano al progetto KM3NeT, l’infrastruttura sottomarina per la ricerca sui neutrini in fase di realizzazione nel Mediterraneo, – spiega Cristiano Bozza, ricercatore dell’Università degli Studi di Salerno e incaricato di ricerca presso l’INFN – si attendono da ESCAPE grandi opportunità”. Già con il precedente progetto europeo cluster ASTERICS si è dimostrato che le sinergie tra infrastrutture sono fondamentali per accelerare e potenziare la ricerca, ponendo le basi per le attività da svolgere nell’ambito di ESCAPE. Il piano di lavoro prevede di stringere i legami tra gli ambienti software per le particelle elementari e per l’astronomia, per facilitare l’investigazione multimessaggera dello spazio profondo. Prevede anche di migliorare lo stato dell’arte mondiale della simulazione dei raggi cosmici e delle relative cascate in atmosfera, a beneficio di tutte le attività di ricerca che osservano questa fenomenologia; inoltre mira a espandere la ricerca nell’ambito dell’intelligenza artificiale applicata alla ricostruzione e allo studio delle interazioni di astroparticelle nei rivelatori. Infine vuole migliorare le capacità di gestione automatica, aperta e a lungo termine del software e delle metodologie di analisi (incluse la documentazione, la conservazione e la cura). “Tutti questi obiettivi, in linea sia con il programma di KM3NeT, sia con quello di EOSC, – sottolinea Bozza – sono tasselli essenziali del complesso mosaico scientifico-tecnologico che costituisce l’avanzamento della conoscenza. Per le sue dimensioni e la sua struttura, ESCAPE rappresenta una possibilità per la ricerca italiana non solo di competere ma di eccellere, con i partner europei, a livello mondiale”.
“La gestione di una quantità crescente di dati da processare, anche in tempo reale, come richiesto nelle ricerche della neonata astronomia multimessaggera, è di estrema importanza negli esperimenti di prossima generazione nel campo dell’astrofisica gamma”, spiega Nicola Giglietto, professore del Politecnico di Bari e responsabile INFN di CTA, il Cherenkov Telescope Array. “Ad esempio, CTA è progettato come un apparato costituito di molti telescopi dislocati su due siti, uno nell’emisfero Nord a La Palma (Spagna), l’altro nell’emisfero Sud a Paranal (Cile), che funzionano come un unico telescopio virtuale i cui dati devono essere accessibili a tutti gli scienziati coinvolti”. “È quindi evidente come sia assolutamente indispensabile un’infrastruttura condivisa per il processamento, la distribuzione e lo storage della enorme quantità di dati prodotti dai telescopi, infrastruttura che viene così a costituire una parte integrante dell’osservatorio”.
“Gli strumenti offerti da ESCAPE per l’astronomia multimessaggera saranno di grande utilità anche per il mondo delle onde gravitazionali e l’esperimento Virgo vi partecipa tramite il consorzio internazionale EGO, European Gravitational Observatory”, aggiunge Michele Punturo della Collaborazione Virgo e responsabile del progetto per l’interferometro di terza generazione ET, Einstein Telescope. Le recenti scoperte effettuate dagli interferometri per onde gravitazionali LIGO e Virgo e, in particolare, la rivelazione della coalescenza di stelle di neutroni GW170817 e la successiva osservazione dei fotoni emessi nell’intero spettro elettromagnetico da parte della kilonova prodotta hanno aperto l’era dell’astronomia multimessaggera, guidata dalle onde gravitazionali. Questi risultati hanno dimostrato il valore cruciale della condivisione dei dati in maniera trasparente tra esperimenti diversi, aventi metodiche di analisi differenti, ma che osservano i vari aspetti dello stesso fenomeno astrofisico. “La realizzazione di una piattaforma condivisa sia di dati che di strumenti di analisi, come la piattaforma di un osservatorio virtuale in ESCAPE, è quindi uno strumento di lavoro essenziale per lo sviluppo di questo settore della ricerca”, sottolinea Punturo. “In aggiunta, il miglioramento della sensibilità degli interferometri richiederà strumenti sempre più efficienti di discernimento tra segnali gravitazionali reali e disturbi accidentali: per questo le metodiche di analisi basate sull’intelligenza artificiale e sull’apprendimento automatico sviluppate in ESCAPE aprono un nuovo scenario nell’analisi dei dati di Virgo e non solo”, conclude Punturo.
Il comunicato stampa internazionale
