2.3 C
Czech
Úterý 18. listopadu 2025
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

Vánoční trhy by měly mít společné bezpečnostní standardy, navrhl Merz

Vánoční trhy v Německu by měly mít podle Friedricha Merze jednotné bezpečnostní standardy. Spolkový kancléř to řekl dnes při návštěvě spolkové země Sasko-Anhaltsko, v jejíž metropoli Magdeburku loni muž původem ze Saúdské Arábie najel do prostoru vánočních trhů a zabil šest lidí. Německá média v posledních dnech informovala o rostoucích nákladech na pořádání vánočních trhů, a to právě kvůli bezpečnostním opatřením.

Sabotáž v Polsku podle Fialy ukazuje na nutnost investic do obrany

Informace o strůjcích víkendové sabotáže na polské železniční trati mezi Varšavou a Lublinem podle premiéra v demisi Petra Fialy (ODS) ukazuje, že je třeba posilovat obranu. Na facebooku uvedl, že by to měla mít na paměti i nová vláda. Mluvčí polského ministra pověřeného koordinací zvláštních služeb dnes uvedl, že vše ukazuje na to, že za sabotáží stály ruské tajné služby.

Ruská raketa zabila dívku, zranila devět lidí v Charkovské oblasti

Ruský raketový útok zabil v Charkovské oblasti na východě Ukrajiny sedmnáctiletou dívku a zranil nejméně devět lidí. Uvedl to dnes šéf oblastní správy Oleh Syněhubov. Další dvě ženy podle úřadů přišly o život při útoku dronů v Černihivské oblasti na severu země. Dvě raněné při náletech dronů hlásí správa Dněpropetrovské oblasti. Rusko uvedlo, že jeho protivzdušná obrana v noci zlikvidovala 31 ukrajinských bezpilotních letounů.

Alcaraz ukončil sezonu, Češi mají v Davis Cupu hratelnější los

Z utkání, které vypadalo jako nejtěžší možný los, je rázem hratelná mise. Podle španělských médií Carlos Alcaraz po svalovém zranění z Turnaje mistrů ukončil sezonu a ve čtvrtečním čtvrtfinále Davis Cupu v Boloni proti Česku nenastoupí. Český tým Tomáše Berdycha tak dostává nečekané posílení ještě před prvním míčem.

Pokud bublina AI splaskne, žádná společnost nebude imunní, varoval šéf Googlu

Alphabet, mateřská společnost Googlu, intenzivně investuje do vývoje umělé inteligence (AI). Její generální ředitel Sundar Pichai přitom varoval, že pokud bublina AI splaskne, žádná firma nebude imunní proti případným následkům. V exkluzivním rozhovoru sice označil investice do tohoto odvětví za „mimořádný okamžik“, podle něj v nich ale existuje jistá „iracionalita“.

Ukrajinský prezident Zelenskyj navštíví ve středu Turecko

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj oznámil, že ve středu navštíví Turecko. Chce tam oživit jednání o ukončení války ve své zemi či o předání válečných zajatců mezi Ukrajinou a Ruskem. V Turecku se letos konala jednání mezi ruskou a ukrajinskou delegací, která vedla k sérii výměn válečných zajatců mezi válčícími stranami. Nedospěla však k žádnému zastavení bojů.

Klimatická změna a válka: Nebezpečná kombinace, která ohrožuje životy milionů lidí

Skupina deseti zemí varovala před přehlížením ozbrojených konfliktů na summitu COP30 v Brazílii. Tyto země kritizují, že finanční pomoc směřuje na humanitární katastrofy místo prevenci. V dokumentu také stojí, že jsou nejzranitelnějšími státy vůči změně klimatu, dostávají však jen 10 procent z celkové klimatické pomoci.

Rada bezpečnosti OSN podpořila Trumpův plán pro Gazu

Rada bezpečnosti OSN v pondělí schválila rezoluci předloženou administrativou Donalda Trumpa, jejímž cílem je posunout se od křehkého příměří v Pásmu Gazy k udržitelnému míru a rekonstrukci zničeného území. Rezoluce počítá se zřízením speciálních stabilizačních sil, jejichž cílem bude dohlížet na dodržování klidu zbraní, bezpečnost a obnovu. Americký prezident výsledek hlasování ocenil, Rusko s Čínou se zdržely hlasování.

V izraelských věznicích zemřelo za poslední dva roky nejméně 98 Palestinců, tvrdí lidskoprávní organizace

Izraelská organizace Physicians for Human Rights zveřejnila zprávu, podle níž od října 2023 zemřelo v izraelské vazbě nejméně 98 Palestinců. Tvrdí, že jde o důsledek fyzického násilí, hladovění a odmítání zdravotní péče. Izrael obvinění odmítá. Mezinárodní tlak na vyšetření podmínek v detenčních zařízeních však sílí.

Debata o konci fosilních paliv na COP30 nabírá na síle

Klimatický summit COP30 v brazilském Belému se stal dějištěm zásadních jednání o tom, jak urychlit odklon od uhlí, ropy a plynu. Zatímco státy vyjednávají o dalším postupu, aliance občanských hnutí zaplňují ulice i řeky Amazonie voláním po spravedlivé a rychlé změně.

Trump otočil. Vyzývá republikány, aby hlasovali pro zveřejnění Epsteinových spisů

Americký prezident Donald Trump vyzval republikánské zákonodárce, aby hlasovali pro zveřejnění tzv. Epsteinových spisů. Na své sociální síti uvedl, že republikáni by měli hlasování podpořit, protože podle něj nemají co skrývat.

Emirates objednává dalších 65 letadel Boeing 777X

Emirates rozšiřuje flotilu o dalších 65 letadel Boeing 777X v hodnotě 38 miliard dolarů. Obří nákup potvrzuje dlouhodobé partnerství s americkým výrobcem i rostoucí ambice Dubaje na světovém leteckém trhu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama