Le tecnologie basate sull’High Performance Computing (HPC) e sulla gestione di Big Data sono strumenti eccezionali per modellare i complessi sistemi dinamici studiati oggi in astrofisica, fisica astro-particellare e cosmologia. Il loro utilizzo è necessario per la maggior parte delle attività, dalla riduzione e analisi dei dati fino all’interpretazione e al confronto con le previsioni teoriche, comprese le simulazioni e la modellazione teorica. Inoltre, metodi numerici avanzati sono diventati obbligatori sia durante le fasi preparatorie che operative di nuovi esperimenti scientifici, guidando e modellando in modo efficiente la progettazione e la costruzione di strumenti e osservatori. Sono anche importanti per catturare e analizzare l’enorme mole dei complessi dati osservativi che la nuova generazione di osservatori produrrà e che cambieranno le regole del gioco per la nostra comprensione dei fenomeni astronomici, della formazione e dell’evoluzione dell’universo e delle leggi fondamentali della fisica.

Questo scenario richiede lo sviluppo e l’implementazione di un ecosistema completo in grado di:

1. fornire simulazioni complesse capaci di elevata precisione predittiva per affrontare la complessità dell’Universo;
2. sfruttare e/o guidare l’evoluzione delle architetture e degli algoritmi informatici attuali e futuri;
3. sfruttare la ricchezza di dati prodotti da calcoli e osservazioni;
4. impegnarsi efficacemente con la comunità di astronomia, astrofisica e fisica astro-particellare (AAA) nell’ambiente HPC di codici e risorse;
5. adattare e implementare algoritmi esistenti e nuovi per le nuove impegnative infrastrutture HPC (exascale e post-esascale) ;
6. fornire sistemi innovativi di conservazione e archiviazione dei dati per affrontare le sfide dei Big Data.

Lo scopo principale dello spoke Astrofisica e Osservazioni del Cosmo consiste nello sviluppo di soluzioni all’avanguardia, in termini di HPC e BIG DATA management, nell’elaborazione e analisi per le seguenti aree di ricerca: cosmologia, stelle e galassie, radioastronomia, astrofisica osservativa e dominio del tempo, astrofisica delle alte energie, fondo cosmico a microonde (CMB), struttura a larga scala, ammassi e galassie, astrofisica multi-messaggera; simulazioni numeriche e modellazione.

Lo Spoke 3 di ICSC intraprenderà inoltre uno specifico programma di sensibilizzazione e formazione, volto a creare competenze ampie e qualificate in Italia, e, infine, a promuovere l’uso di soluzioni cloud ad alte prestazioni e ad alto rendimento nei centri di ricerca, nel mondo accademico e nelle aziende private. Intendiamo sfruttare appieno le opportunità offerte dal PNRR per coinvolgere gli stakeholder privati ​​affiliati all’ICSC che hanno espresso interesse per le nostre attività.

Perseguirà un approccio orientato all’utente al fine di associarsi strettamente alla comunità e adotterà una metodologia di co-progettazione per lo sviluppo delle applicazioni selezionate. Questo potrebbe essere ottenuto, ad esempio, combinando i requisiti e le competenze degli scienziati e degli sviluppatori di codice della comunità con le soluzioni e i servizi software e hardware innovativi previsti dalle parti interessate dell’HPC e del cloud, compresi gli approcci di green computing, affrontando lo sviluppo sinergico e coordinato di applicazioni e tecnologia.