-0.5 C
Czech
Sobota 3. ledna 2026
Protext ČTKStudenti z Česka vytvořili v CERN systém, který pomáhá vědcům

Studenti z Česka vytvořili v CERN systém, který pomáhá vědcům

Praha 15. května 2024 (PROTEXT) – Studenti tuzemské soukromé vysoké školy Unicorn University se mohou pochlubit nebývalým úspěchem. Vytvořili informační systém ITk Production Database, který zaznamenává každý detail o všech součástkách vnitřního detektoru pro experiment ATLAS – součást urychlovače částic v Evropské organizaci pro jaderný výzkum (CERN). Práce na vývoji informačního systému začaly v roce 2017 a od té doby se systém používá a rozvíjí. V současné době je téměř dokončený a může se tak začít plně využívat. Projekt realizoval zakladatel společnosti Unicorn Vladimír Kovář a ředitel IT Unicorn University Marek Beránek. Průběžně jim s tím pomáhala desítka studentů.

Detektor částic je klíčovou součástí urychlovače, na kterém se uskuteční další kolo experimentu ATLAS. „Nevýhodou tohoto detektoru je, že je umístěn hluboko v zemi a jakmile se experiment rozjede, tak se k němu deset let nesmí. Navíc je složen z přibližně milionu součástek, které během experimentu nelze vyměnit nebo opravit, protože jsou vysoce radioaktivní,“ upřesňuje Vladimír Kovář, majitel společnosti Unicorn.

Informační systém ITk Production Database slouží k evidenci digitálních dvojčat součástek, které tvoří vnitřní detektor experimentu ATLAS. „To znamená, že každý prvek, z něhož je detektor složen, je podroben několikanásobné kontrole a duplikaci, což zahrnuje důkladné kontroly a testování od výroby po instalaci. Digitální dvojče přístroje obsahuje podrobný seznam všech součástek, včetně nejmenších šroubků a čipů, a dokonce i použitého lepidla. Systém také sleduje trasu, kterou jednotlivé komponenty do CERN putovaly, což je klíčové pro zajištění bezchybného fungování detektoru po celou dobu desetiletého experimentu. Všichni zúčastnění odborníci se shodují, že přesná, striktní a formální evidence je správná cesta,“ dodává Vladimír Kovář.

Hledání částic temné hmoty

CERN je domovem největšího a nejsložitějšího experimentálního zařízení na světě -Velkého hadronového urychlovače (LHC). Nachází se nedaleko švýcarské Ženevy ve 100 metrů hlubokém tunelu, který má obvod 27 kilometrů. V jeho útrobách se uskutečňují srážky protonů, jež vědcům umožňují pozorovat, co se ve vesmíru odehrávalo bezprostředně po velkém třesku. „V hlavním urychlovacím prstenci LHC jsou protony urychlovány téměř na rychlost světla. K udržení protonů na kruhové dráze a jejich dalšímu urychlování slouží silná elektromagnetická pole, generovaná supravodivými magnety,“ vysvětluje Marek Beránek, ředitel IT na Unicorn University.

Urychlovač částic obsahuje několik detektorů, v nichž dochází ke srážkám protonů a vědci sledují, co se s částicemi děje. Největším z detektorů je právě ATLAS, který se může pochlubit impozantními rozměry: je vysoký 25 metrů, dlouhý 45 metrů a váží 7 tisíc tun. Během experimentu v něm každou sekundu probíhá více než miliarda interakcí částic, což odpovídá rychlosti přenosu dat srovnatelné s tím, jako by v jeden moment všichni lidé na Zemi vedli 20 simultánních telefonních hovorů.

Pouze jedna z milionu srážek v detektoru je vyhodnocena jako potenciálně zajímavá a je uložena pro další studium. Detektor sleduje a identifikuje částice, které jsou klíčové pro zkoumání široké škály fyzikálních jevů, včetně studia Higgsova bosonu, top kvarku, a pro hledání dalších rozměrů a částic tvořících temnou hmotu. ATLAS je navržen tak, aby dokázal pozorovat až 1,7 miliardy proton-protonových srážek za sekundu, přičemž celkový objem dat přesahuje 60 milionů megabajtů za sekundu.

Rozhodnutí o uchování dat z události je učiněno méně než 2,5 mikrosekundy po jejím vzniku. Během této krátké doby jsou data o události dočasně uložena ve vyrovnávací paměti. Pokud je událost vyhodnocena jako relevantní, předává se softwarovému spouštěči druhé úrovně, který může zpracovat až 100 tisíc událostí za sekundu. „Tento spouštěč provádí během pouhých 200 mikrosekund velmi podrobnou analýzu každé zaznamenané kolizní události, zkoumá data z konkrétních oblastí detektoru. Nakonec vybírá přibližně tisíc událostí za sekundu, které jsou předány do systému pro ukládání dat, kde probíhá jejich offline analýza. A právě při nedávné rekonstrukci vnitřního detektoru, která měla za cíl zvýšit jeho výkonnost a umožnit vědcům odhalit další informace, se na tomto procesu podílel také tým studentů z Unicorn University,“ vysvětluje Beránek.

Dokonalejší systém díky českým studentům

Díky novému systému ITk Production Database, vytvořenému v digitální stavebnici Unicorn Universe a provozovanému na internetové službě Plus4U, mají vědci k dispozici detailní informace o vyrobených součástkách. „K dnešnímu dni systém obsahuje záznamy o téměř 800 tisících součástkách a 9 milionech provedených testech. V březnu 2024 bylo do systému přidáno 4 GB dat, a z něj bylo staženo více než 105 GB dat. Během roku 2023 bylo v aplikaci spuštěno přes 85 milionů operací a jen za první tři měsíce roku 2024 dalších 20 milionů. Tyto údaje ilustrují klíčovou roli systému v operacích detektoru,“ uvádí Beránek a dodává, že systém nyní využívá více než 1,1 tisíc uživatelů z přibližně 140 institucí po celém světě, což ukazuje na jeho zásadní význam pro mezinárodní fyzikální společenství.

„Navíc vznikají desítky dalších softwarových produktů, které vyvíjejí vědecké instituce se zaměřením především na analýzu dat uložených v našem informačním systému, ke kterým přistupují přes API (aplikační rozhraní). Jedná se o různé analytické nástroje v Pythonu a dalších programovacích jazycích, které umožňují vědcům efektivně analyzovat shromážděná data a extrahovat z nich cenné informace pro další výzkum. A to by bez naší jedinečné architektury nebylo možné,“ uzavírá Beránek.

Digitální stavebnice Unicorn Universe a architektura

Na softwarové architektuře, která tvoří jádro digitální stavebnice Unicorn Universe, pracuje majitel Unicornu Vladimír Kovář již od roku 2014. „Vždy bylo mou hlavní motivací vyrábět softwarová řešení továrním způsobem, zkrátka to sekat jako Baťa cvičky. Jsem také velkým fanouškem stavebnice Lego,a když toto spojíte s internetem věcí, cloudovými technologiemi a různými koncovými zařízeními jako jsou mobily, notebooky, chytré televize a tablety, které používají HTML5 a JavaScript, získáte základy pro vytvoření naší stavebnice,“ popisuje Kovář. Dodává, že kromě řešení pro CERN, jeho týmy systematicky vyvíjí i další produkty, jako jsou vzdělávací online kurzy Red Monster, zelené energetické certifikáty nebo systémy Damas pro obchod s elektřinou. „Loni jsme postavili v naší architektuře takových systémů 92,“ uzavírá Kovář.

Podpora inovací a vzdělávání

Zapojení studentů a vědeckých institucí do vývoje ITk Production Database nejen podporuje technický pokrok projektu, ale také poskytuje cenné vzdělávací příležitosti pro budoucí generace vědců. Na projektu se podílela zhruba desítka studentů z Unicorn University. Někteří z nich měli vývoj aplikace pro CERN jako téma bakalářské nebo diplomové práce, jiní vývoj zahrnuli do své praxe. Spolupráci Unicorn University s tak prestižní institucí, jakou je CERN, zaštítily veřejné instituce, ČVUT, Akademie věd a Karlova univerzita.

 

Unicorn University je renomovaná soukromá vysoká škola, která nabízí kvalitní vysokoškolské vzdělání v oblasti informačních technologií, byznysu a datové analýzy. Soustředí se na systematické vzdělávání odborníků v akreditovaných bakalářských a magisterských programech s cílem maximalizace konkurenční výhody pro jejich budoucí uplatnění. Promyšlený vzdělávací systém řádně shrnuje a předává vyvážený komplex znalostí složený ze standardů dobré odvětvové praxe, aplikované výzkumné činnosti, korporátního přístupu a partnerské spolupráce s oborovými leadery.

 

Zdroj: PP Partners Prague

 

ČTK Connect ke zprávě vydává obrazovou přílohu, která je k dispozici na adrese http://www.protext.cz.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Zelenskyj do funkce šéfa prezidentské kanceláře jmenoval Budanova

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj dnes do funkce šéfa své kanceláře jmenoval dosavadního ředitele ukrajinské vojenské rozvědky HUR Kyryla Budanova. Hlava státu na síti X zdůraznila, že Ukrajina se nyní musí více zaměřit na svou bezpečnost a obranu. Předchozího vlivného vedoucího prezidentské kanceláře Andrije Jermaka vloni Zelenskyj odvolal v souvislosti s vyšetřováním korupce v ukrajinské energetice.

Saúdská Arábie podnikla údery proti separatistům v jižním Jemenu

Saúdská Arábie, která je spojencem jemenské vlády, dnes provedla údery proti separatistům podporovaným Spojenými arabskými emiráty na jihu Jemenu, uvedl podle agentury AP zástupce separatistů. Podle agentury AFP při útoku zahynulo sedm lidí a několik dalších bylo zraněno. Cílem operace vedené Rijádem je převzít kontrolu nad tábory Jižní přechodné rady (STC) v provincii Hadramaút u hranic se Saúdskou Arábií.

Ukrajinské úřady informují o raněných po ruských nočních náletech

Ruské útoky si během noci vyžádaly dva zraněné v Záporožské a dva zraněné v Dněpropetrovské oblasti, v Chersonské oblasti ruský dron zranil řidiče sanitky jedoucí pro dva zraněné po předchozím útoku, uvedly úřady v těchto regionech na jihovýchodě Ukrajiny. Ruské úřady naopak tvrdí, že počet obětí ukrajinského útoku na ves Chorly v okupované části Chersonské oblasti stoupl z 24 na 27; Kyjev popírá, že by zaútočil na civilní cíl, a ruská tvrzení odmítá jako dezinformaci. Ukrajinské drony podle médií během noci opět zaútočily na rafinerii v Novokujbyševsku v ruské Samarské oblasti.

Trump pohrozil Íránu intervencí na ochranu pokojných demonstrantů

Americký prezident Donald Trump dnes uvedl, že pokud Írán bude střílet a zabíjet pokojné demonstranty, přispěchají jim Spojené státy na pomoc. Šéf Bílého domu se takto vyjádřil na své sociální síti Truth Social.

Nezvykle čistý start roku. Novoroční ovzduší bylo nejlepší za 22 let

Silvestrovská půlnoc obvykle přináší prudký nárůst znečištění. Letos ale data ukázala jiný obraz. Ovzduší na Nový rok bylo nezvykle čisté a meteorologové mluví o nejlepších hodnotách za víc než dvě dekády. Co se změnilo a proč tentokrát pyrotechnika nezanechala takovou stopu?

Venezuela propustila přes 80 lidí uvězněných po povolebních protestech

Venezuelská vláda dnes oznámila, že nechala propustit v uplynulých hodinách 88 lidí zadržených po prezidentských volbách v roce 2024. Venezuelské nevládní organizace informovaly dříve o propuštění 87 lidí, píší agentury. Jedná se o druhý podobný krok v krátké době, poté co v prosinci úřady nařídily propustit 99 lidí.

Venezuela je připravena jednat s USA o boji proti drogám, řekl Maduro

Venezuela je připravená jednat se Spojenými státy o boji proti drogám či o investicích do ropného sektoru. V noci na dnešek to řekl venezuelský prezident Nicolás Maduro, napsala agentura AFP. Madura americká vláda považuje za jednoho z vůdců venezuelského Kartelu sluncí. Maduro také jednoznačně nepotvrdil úder na venezuelské území, o kterém v minulých dnech informovala americká média.

Rozsáhlé protesty v Íránu si již vyžádaly nejméně šest mrtvých

Pokračující střety mezi demonstranty a bezpečnostními složkami v Íránu si vyžádaly první oběti na životech, podle tiskových agentur zemřelo nejméně šest lidí. Zemi kvůli prudce rostoucí inflaci zasáhly největší protesty za poslední tři roky, které se v několika regionech změnily v násilí.

Ceny ropy za rok 2025 spadly nejvíc od pandemie covidu

Ropný trh má za sebou nejprudší roční pokles od covidové pandemie. Cena ropy v roce 2025 klesla zhruba o pětinu a podle části analytiků může tlak na zlevňování pokračovat i v prvních měsících roku 2026.

Zelenskyj v novoročním projevu: Mírová dohoda je z 90 procent hotová, Donbasu se nevzdáme

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj v novoročním projevu oznámil, že mírová dohoda o ukončení války s Ruskem je podle něj hotová z devadesáti procent. Zároveň však varoval, že zbývající část jednání bude zásadní nejen pro budoucnost Ukrajiny, ale i celé Evropy.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama