bbn-mcp-server

Ein MCP-Server, der Wissenschaftswerkzeuge bereitstellt — Big-Bang-Nukleosynthese, die Teilchenphysik der ersten drei Minuten des Universums — für jeden LLM-Agenten. Aufgebaut nach demselben Muster wie spectra-mcp-server und gaia-mcp-server; der Multi-Agent-Client in multiagent-client-demo steuert jeden dieser Server unverändert.

Die Wissenschaft

Zwischen einer Sekunde und einigen Minuten nach dem Urknall betrieb das expandierende Universum einen Kernreaktor. Sein Output — die primordialen Häufigkeiten von Helium-4, Deuterium, Helium-3 und Lithium-7 — ist noch heute messbar, und er hängt von genau drei Dingen ab, die ein Agent verändern kann:

• die Baryonendichte Ω_b h² (wie viel gewöhnliche Materie existiert),

• zusätzliche relativistische Spezies ΔN_eff (jedes leichte Teilchen jenseits der drei Standardmodell-Neutrinos — dunkle Strahlung, sterile Zustände, Axionen — beschleunigt die Expansion und verändert die Ausbeuten),

• die Neutronenlebensdauer τ_n (die das Neutron/Proton-Verhältnis beim schwachen Ausfrieren festlegt — und deren Labormessungen derzeit um ~10 s voneinander abweichen, das „Flasche-vs-Strahl"-Rätsel).

Die klassischen Geschichten sind alle hier: Die Häufigkeiten und der CMB stimmen bezüglich der Baryonendichte des Universums überein (Konkordanz), Helium zählt die leichten Freiheitsgrade bei t ~ 1 s, und das Lithium-7-Diagramm zeigt ein berühmtes ungelöstes Problem — die Vorhersage ist ~3× die beobachtete Spite-Plateau.

Alle Berechnungen laufen auf PRyMordial (Burns, Tait & Valli, EPJC 84 (2024) 86), dem Community-Python-Code für präzise BBN innerhalb und jenseits des Standardmodells. PRyMordial ist GPL-3.0 und nicht auf PyPI, daher wird es hier nicht mitgeliefert — ein Setup-Skript holt eine festgepinnte Kopie in extern/ (gitignored).

Related MCP server: spectra-mcp-server

Werkzeuge

Vorhersagen tragen die systematische Unsicherheit der Kernreaktionsraten (PRIMAT-Kompilation, PRyMordials Standard) in Quadratur mit den Messfehlern — allein die d(p,γ)³He-Rate verschiebt D/H um einige Prozent, was eine echte, lebendige Diskussion im Feld ist, kein Fehler.

Zwei Konventionen, die es wert sind, in jeden Wissenschafts-MCP-Server übernommen zu werden:

1. Jedes Werkzeug gibt {status, files, message, metadata} zurück (ArtifactResult).

2. Arrays bewegen sich zwischen Werkzeugen als Dateipfade, niemals durch das Kontextfenster des Agenten.

Installation

conda create -n bbn-tutorial python=3.12 -y
conda activate bbn-tutorial
pip install -e ".[dev]"
python scripts/setup_prymordial.py   # fetches PRyMordial + precomputes tables (~1 min)
pytest

Das Setup-Skript klont einen festgepinnten PRyMordial-Commit in extern/PRyMordial (überschreibbar mit der Umgebungsvariable PRYM_DIR) und führt eine Standardmodell-Berechnung mit aktivierten Speicher-Flags aus, sodass der thermische Hintergrund und die schwachen Raten gecacht werden — das macht Parameterscans ~6× schneller und erlaubt dem Server, ohne Schreibzugriff auf das Checkout zu laufen.

Du hast bereits die spectra-tutorial-Umgebung von den anderen Servern? Du kannst sie wiederverwenden: pip install numba numdifftools, führe das Setup-Skript aus und starte diesen Server (und pytest) dann immer vom Wurzelverzeichnis dieses Repos — alle Tutorial-Server exportieren Pakete namens tools und mcp_server, also installiere nicht mehrere davon per pip install -e in eine Umgebung; das Ausführen vom Repo-Wurzelverzeichnis sorgt dafür, dass die lokalen Pakete gewinnen.

Server starten

python -m mcp_server --transport streamable-http --port 8003

Clients verbinden sich mit http://127.0.0.1:8003/mcp. Port 8003 aus Konvention, damit dieser Server neben spectra (8000), gaia (8001) und lattice (8002) laufen kann. Stoppen mit Strg+C.

Um diesen Server aus Claude Code, der Claude-Desktop-App, Codex, Cursor oder einem anderen MCP-Client zu verwenden, siehe docs/mcp-clients.md — eine eingecheckte .mcp.json bindet ihn bereits in Claude Code ein.

Fragen an einen Agenten

„Sagt die von Planck im CMB gemessene Baryonendichte die Deuterium-Häufigkeit korrekt voraus, die wir in Quasarspektren beobachten? Scanne die Baryonendichte, fitte sie aus den Häufigkeiten und gib mir das Urteil in Sigma."

„Wenn es eine zusätzliche Neutrino-Spezies im frühen Universum gäbe, was wäre mit dem primordialen Helium passiert, und ist das durch die Daten erlaubt?"

Die erste wird zu einer echten Zwei-Server-Frage, wenn dieser Server neben einem CMB-fähigen gehostet wird (dort den Dämpfungsschwanz berechnen, hier das Deuterium).