CMS Data Reduction Scientist (EP-CMG-2025-179-GRAP)

Stellenbeschreibung

Einführung:

Im Rahmen unseres Engagements zur Förderung der Wissenschaft hat die Next-Generation Trigger ( NGT ) Initiative die Real-time Reconstruction Revolution (R³, „R-cube“) gestartet. R-cube zielt darauf ab, den High-Level Trigger (HLT) Farm in eine vollständige Rekonstruktionsfarm zu verwandeln, die alle Eingangsdaten (bis zu 750 kHz, ~6 TB/s) mit offline-ähnlicher Qualität durch verbesserte Rekonstruktionscodes und Kalibrierungen verarbeiten kann. Eine große Herausforderung besteht darin, die Speicherung der hochwertigen Daten, die von R³ erzeugt werden, zu verwalten.

Der Plan ist, Daten in drei verschiedenen Formaten zu speichern:

1. Kompaktes Analyseformat: Ein neues, optimiertes High-Level-Format (z. B. Jets, Elektronen, Myonen) mit sehr kleinen Ereignisgrößen (~10 kB), um alle von der HLT-Farm verarbeiteten Daten zu sammeln. Es kann direkt für Analysen verwendet werden, kann aber später nicht mit neuen Algorithmen und verbesserten Kalibrierungen verarbeitet werden.
2. Rohdatenformat: Eine kleine Stichprobe (einige tausend Ereignisse pro Sekunde) wird im Standard-Rohdatenformat (~10 MB pro Ereignis) aufbewahrt, hauptsächlich für wichtige Datensätze wie hochenergetische Einzel-Myon-Ereignisse.
3. Zwischenformat: Eine größere Stichprobe (zehntausende Ereignisse pro Sekunde) wird in einem Zwischenformat (hunderte kB pro Ereignis) gespeichert, das niedrigstufige rekonstruierte Informationen enthält. Dies ermöglicht eine Rekonstruktion mit verbesserten Algorithmen oder Kalibrierungen nach der Datenerfassung.

Ihre Aufgaben:

• Definition von Datenformaten der nächsten Generation, die die Datenreduktion maximieren und gleichzeitig die physikalische Leistung erhalten. Sicherstellen, dass sie parallelprogrammierfreundlich sind (z. B. Struktur-von-Arrays, SoA) und für Beschleuniger (z. B. GPUs) optimiert sind.
• Entwicklung eines Workflows zur Quantifizierung der Auswirkungen verlustbehafteter Kompression auf die physikalische Leistung, einschließlich klarer Metriken, Referenzanalysen und automatisierter Regressionstests.
• Benchmarking von Kompressions-/Dekompressionsmethoden durch Messung von CPU/GPU-Kosten, I/O-Durchsatz, Speicherbedarf und Latenz unter realistischen Arbeitslasten.
• Verbesserung der verlustfreien Kompression von Rohdaten durch Feinabstimmung bestehender Methoden und Entwicklung neuer Methoden, die R?-rekonstruierte Objekte und KI-Techniken nutzen; wo möglich, Umstrukturierung von Rohdatenstrukturen zur Verbesserung der Komprimierbarkeit und I/O-Effizienz.

Ihr Profil:

• Nachgewiesene Beiträge zu groß angelegter wissenschaftlicher Software oder Trigger/Rekonstruktion in HEP oder ähnlichen Bereichen.
• Praktisches Verständnis, wie ein großes HEP-Experiment funktioniert, insbesondere die gesamte Kette von Detektormessungen bis zu Analyseobjekten und finalen physikalischen Ergebnissen.
• Erfahrung in großen, internationalen Kollaborationen (Code-Review, CI/CD, Dokumentation) ist von Vorteil.

Fähigkeiten:

Technische Fähigkeiten:

• Starke Kenntnisse in C++, Python und ROOT
• Solides Verständnis der Ereignisrekonstruktion, einschließlich Kalibrierungen, in HEP

Erfahrung in den folgenden Bereichen wird als großer Vorteil angesehen:

• Erfahrung mit LHC-Experimenten und deren Datenformaten
• Datenkompressionstechniken
• KI/ML-Methoden zur Datenreduktion (z. B. Autoencoder)
• GPU-Programmierung
• Gesprochene und geschriebene Englischkenntnisse mit der Bereitschaft, Französisch zu lernen.

Zulassungskriterien:

• Sie sind Staatsangehöriger eines CERN-Mitglieds- oder assoziierten Mitgliedsstaates .
• Sie verfügen über einen beruflichen Hintergrund in Physik, Angewandter Physik, Datenwissenschaft (oder einem verwandten Bereich) und haben entweder:
  • einen Masterabschluss mit 2 bis 6 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss;
  • oder eine Promotion mit nicht mehr als 3 Jahren Berufserfahrung nach dem Abschluss.
• Sie hatten zuvor keinen CERN-Stipendien- oder Absolventenvertrag.

Zusätzliche Informationen

Bewerbungsschluss: 06.11.2025 um 23:59 CET.

Vertragsdauer: 24 Monate, mit möglicher Verlängerung auf maximal 36 Monate.

Arbeitszeit: 40 Stunden pro Woche

Arbeitsflexibilität: Hybrid

Geplanter Beginn: 01. Januar 2026

Stellenreferenz: EP-CMG-2025-179-GRAP

Arbeitsfeld: Angewandte Physik

Benchmark-Stelle: 100020 - Forschungsphysiker

Was wir bieten

• Ein monatliches Stipendium zwischen 6287 und 6911 Schweizer Franken pro Monat (netto).
• Abdeckung durch das umfassende Gesundheitssystem von CERN (für Sie, Ihren Ehepartner und Ihre Kinder) sowie Mitgliedschaft im CERN-Altersvorsorgefonds.
• Je nach individueller Situation: Installationszuschuss; Familien-, Kinder- und Säuglingszulagen; Erstattung der Reisekosten zu Beginn und Ende des Vertrags.
• 30 Tage bezahlter Urlaub pro Jahr.
• On-the-Job- und formale Schulungen bei CERN sowie interne Sprachkurse für Englisch und/oder Französisch.

Über uns

Bei CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, erforschen Physiker und Ingenieure die grundlegende Struktur des Universums. Mit den weltweit größten und komplexesten wissenschaftlichen Instrumenten untersuchen sie die Grundbausteine der Materie – fundamentale Teilchen, die mit nahezu Lichtgeschwindigkeit kollidiert werden. Dieser Prozess liefert Physikern Hinweise darauf, wie Teilchen interagieren, und bietet Einblicke in die fundamentalen Naturgesetze. Erfahren Sie mehr unter http://home.cern.

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