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.

 

 

Doporučujeme

Rozpadá se mírová dohoda? Ceny ropy po amerických úderech na Írán opět rostou

Pokles cen ropy zvrátila nejnovější výměna úderů mezi USA a Íránem. Odborníci upozorňují, že důvěra dopravců, kteří posílají lodě s nákladem přes Hormuzský průliv, je křehká stejně jako dočasná mírová dohoda z minulého měsíce mezi Washingtonem a Teheránem. Pokud bude napětí přetrvávat, ceny černého zlata zůstanou zvýšené, varovali komoditní stratégové.

USA a Írán si vyměnily údery. Napětí rozdmýchal Hormuzský průliv

Americká armáda oznámila, že provedla sérii úderů na Írán v reakci na útoky na tři lodě v Hormuzském průlivu. Islámské revoluční gardy (IRGC) uvedly, že v jižním Íránu sestřelily americký dron MQ-9. Teherán varoval, že USA porušily memorandum o porozumění.

Akcie SpaceX po vstupu do Nasdaq-100 klesly

Akcie SpaceX mají za sebou nepovedený první den v indexu Nasdaq-100. Titul oslabil téměř o sedm procent, i když zůstává nad cenou z primární nabídky. Po úvodní euforii z burzovního debutu teď investoři zvažují, zda firma Elona Muska dokáže naplnit velmi ambiciózní plány.

Trump: Zelenskyj a Putin chtějí uzavřít dohodu

Americký prezident Donald Trump přišel s jedním ze svých optimistických prohlášení, tentokrát směrem k válce na Ukrajině. V úterý na setkání s tureckým prezidentem Recepem Tayyipem Erdoganem v Ankaře uvedl, že ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj a jeho ruský protějšek Vladimir Putin chtějí dosáhnout dohody, která by vleklý konflikt ukončila.

Macronovu návštěvu Sýrie narušily exploze poblíž jeho hotelu v Damašku

Dva výbuchy v centru Damašku narušily návštěvu francouzského prezidenta Emmanuela Macrona v Sýrii. Nálože explodovaly poblíž hotelu Four Seasons, kde přenocoval. Při útoku utrpělo zranění 18 lidí.

Trump na summitu NATO otevřel staré spory

Summit NATO v Ankaře měl původně ukázat hlavně jednotu aliance a vyšší výdaje evropských spojenců na obranu. Místo toho ho hned v úvodu poznamenaly ostré výroky amerického prezidenta Donalda Trumpa, nové napětí kolem Grónska a také americké údery na Írán. Spojenci tak do středečních jednání vstupovali s nejistotou, zda summit skončí uklidněním, nebo dalším rozkolem.

Le Pen po verdiktu odvolacího soudu řekla, že hodlá kandidovat na prezidentku

Vůdkyně francouzské krajní pravice Marine Le Pen chce příští rok kandidovat v prezidentských volbách. Řekla to dnes večer v pořadu stanice TF1 po verdiktu odvolacího soudu, který ji sice uznal vinnou ze zpronevěry veřejných prostředků, ale zkrátil původní délku zákazu kandidovat na veřejné funkce. Informovaly o tom agentury. Podle serveru The Guardian uvedla, že se kvůli části rozsudku obrátí na kasační soud.

Nolanova Odyssea sbírá první nadšené reakce

Nová Odyssea Christophera Nolana má za sebou první projekce a reakce jsou zatím výrazně nadšené. Velkolepá adaptace slavného Homérova eposu dorazí do kin 17. července a už teď se o ní mluví jako o jedné z filmových událostí léta. V hlavních rolích se představí Matt Damon, Anne Hathaway, Tom Holland, Zendaya, Robert Pattinson, Lupita Nyong’o nebo Charlize Theron.

Ženu podezřelou z bombového útoku v Monaku našli mrtvou na Ukrajině

Žena podezřelá z bombového útoku v Monaku, při němž byli zraněni ukrajinský podnikatel Vadym Jermolajev a členové jeho rodiny, byla nalezena mrtvá na Ukrajině. Podle ukrajinské bezpečnostní služby (SBU) zemřela střelnými ranami do hlavy. V souvislosti s její smrtí byli zadrženi dva muži, z nichž jeden je důstojníkem ukrajinského ministerstva obrany.

Ukrajina vyslala na moskevský region přes 430 dronů, uvedl primátor Moskvy

Ukrajina během noci na dnešek vyslala na moskevský region přes 430 dronů. Na síti Telegram to oznámil primátor ruské metropole Sergej Sobjanin. O případných škodách se nezmínil. Ukrajinská armáda uvedla, že v noci zaútočila na dva závody spojené s ruským vojensko-průmyslovým komplexem v Brjanské oblasti. Terčem ukrajinských dronových útoků se stalo také osm tankerů ruské "stínové flotily" v Azovském moři, informovala agentura Reuters.

Vzácné houby pomáhají obnovovat deštný prales na odlehlém atolu Palmyra

Obnova původního pralesa na tichomořském atolu Palmyra, korálovém ostrovním prstenci, který obklopuje mělkou lagunu, nezávisí jen na výsadbě stromů. Klíčovou roli hrají také vzácné půdní houby, bez kterých se zdejší dřeviny nedokážou uchytit. Nový výzkum ukazuje, že právě tento skrytý vztah může rozhodnout o úspěchu rozsáhlé obnovy tamní přírody.

Spekulace jsou u konce. Microsoft zahájil historickou restrukturalizaci herní divize

Microsoft ukončil spekulace a zahájil největší restrukturalizaci herní divize v historii. Opatření zahrnuje propuštění tisíců zaměstnanců, výrazné zmenšení herní divize a odchod čtyř známých studií z portfolia společnosti. Celkem přijde o místo skoro 5 000 zaměstnanců, z toho část byla propuštěna okamžitě. Informují o tom CNET a Forbes.

Sesuv půdy v Číně připravil o život pět lidí, bouře a povodně mají 15 obětí

Čína se potýká s důsledky extrémních srážek a bouří. Sesuv půdy na severozápadě zasypal přes 30 lidí a nejméně pět z nich usmrtil, zatímco silné bouřky v centrální části země si vyžádaly nejméně 15 mrtvých a stovky zraněných. Na jihu přišli kvůli povodním čtyři lidé o život a desetitisíce obyvatel se kvůli povodním také musely evakuovat. Informují o tom dnes tiskové agentury.

Rusko rozsévá balistický teror. Zelenskyj jede do Turecka žádat o pomoc spojence

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj bude na summitu Severoatlantické aliance (NATO) v Turecku naléhat na spojence, aby dodali systémy protivzdušné obrany. Kyjev je totiž naléhavě potřebuje k ochraně civilní infrastruktury před ruskými balistickými raketami. Zatímco drony obránci dokážou zneškodnit, balistické rakety dál rozsévají zkázu. Zelenskyj chce rovněž před americkým prezidentem Donaldem Trumpem zdůraznit úspěchy ukrajinských dronových útoků v hloubi Ruska.

Spotřeba paliv v Indii v červnu klesla

Indická spotřeba paliv v červnu meziměsíčně klesla o 3,7 procenta na 19,42 milionu tun. Slabší poptávka se projevila u benzinu, nafty, topného oleje i některých průmyslových produktů. Ve srovnání s loňským červnem byla celková spotřeba nižší o 3,1 procenta.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama