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

Ronaldo se do portugalské reprezentace pod Jesusem nechce vrátit

Cristiano Ronaldo se podle portugalských médií nechce vrátit do národního týmu, dokud jej povede Jorge Jesus. Spor mezi největší hvězdou portugalského fotbalu a trenérem tak pokračuje. Zatím přitom nic nenasvědčuje tomu, že by měl kouč u reprezentace skončit.

Ve Francii dnes pokračovaly protesty a blokády škol, do ulic vyšly desetitisíce lidí

Ve Francii začal další den blokád škol a demonstrací, do nichž se dnes v mnoha městech poprvé zapojí také odbory. V Paříži je očekáváno až 40.000 účastníků protestního průvodu. Kromě toho se dnes konají demonstrace v dalších velkých městech. Demonstranti a odborové organizace požadují, aby vláda řešila situaci, kdy školy trpí nedostatkem personálu a jsou ve zchátralém stavu. Středoškolský odborový svaz uvedl, že během dneška bylo kvůli protestům uzavřeno rekordních 1800 středních škol, ministerstvo školství hovoří o zrušené výuce na 891 z 3700 středních škol. Do protestů se zapojili i učitelé a rodiče, píše agentura DPA.

Ukrajina informuje o mrtvých a raněných po ruských útocích

Ruské drony při nočním útoku na sanitky a obytný dům v Kramatorsku na východě Ukrajiny zabily 49letou ženu a zranily další čtyři lidi, oznámila dnes ukrajinská prokuratura, která útoky vyšetřuje jako válečný zločin. Při ruském ostřelování vsi Rajivka v Charkovské oblasti na východě země zahynula podle prokuratury 85letá žena. Jednoho mrtvého a sedm raněných si vyžádal ruský útok na civilní loď s řepkovým olejem plující v Černém moři pod vlajkou Marshallových ostrovů, informoval šéf správy Oděské oblasti Oleh Kiper. Raněné po ruských útocích hlásí i další ukrajinské regiony.

Politik z AfD poprvé obsadil post předsedy jednoho z regionálních parlamentů

Poslanci zemského sněmu v Sasku-Anhaltsku dnes jeho předsedou zvolili zástupce Alternativy pro Německo (AfD) Tobiase Rausche. Jde o prvního politika z této protiimigrační a pravicově populistické strany v čele některého z německých regionálních parlamentů. Agentura DPA píše, že Rausche podpořilo 48 poslanců, 29 hlasovalo proti němu a pět se zdrželo. Jeden poslanec chyběl.

Bývalý šéf německé tajné služby Hanning zatčen pro podezření ze špionáže pro cizí mocnost

Bývalý šéf německé Spolkové zpravodajské služby (BND) August Hanning byl zatčen kvůli podezření ze špionáže, vlastizrady a získávání utajovaných informací pro cizí mocnost. Oznámila to německá spolková prokuratura.

Zabil 13 lidí na vojenské základně. Trump schválil jeho popravu

Americký prezident Donald Trump schválil popravu bývalého armádního psychiatra Nidala Hasana, který při střelbě na základně Fort Hood v roce 2009 zabil 13 lidí a další desítky zranil. Trest má vykonat armádní popravčí četa. Pokud k popravě dojde, bude první v americkém vojenském systému od roku 1961.

Na jihu USA vědci objevili pět nových druhů sladkovodních mlžů

Výzkumníci na jihu Spojených států rozpoznali pět dosud neznámých druhů sladkovodních mlžů. Živočichové z rodu Obovaria žijí jen v konkrétních oblastech a jejich přesné určení může pomoci lépe chránit říční ekosystémy i samotné vzácné druhy.

Ruské zlato zaplavuje Hongkong. Západní sankce překreslily mapu obchodu se slitky

Ruské zlato proudí do Hongkongu rekordním tempem, uvedli analytici. Tento trend ukazuje, jak ekonomické sankce po začátku války na Ukrajině přesměrovaly ruský obchod. Překvapivé to ale není. Hongkong totiž platí za vstupní bránu pro zlato do Číny, která na ruské slitky neuvalila sankce. Před rokem 2022 byl hlavním odběratelem ruského zlata Londýn.

Litevský parlament hlasoval pro zrušení ústavního zákazu jaderných zbraní

Litevský parlament v prvním ze dvou potřebných hlasování schválil zrušení zákazu rozmístit jaderné zbraně v pobaltské zemi. Uvedla to dnes agentura Reuters. Aby zrušení zákazu vstoupilo v platnost, je nezbytné druhé hlasování, které má následovat za tři měsíce, 12. ledna, napsala ruská státní agentura TASS.

Americký regulátor chystá pravidla pro obchodování s kryptem na páku

Spojené státy připravují nový rámec pro kryptoměnové obchody s využitím páky a financování. Úřad CFTC otevřel veřejnou konzultaci, která má pomoci určit podmínky pro obchodní platformy i ochranu jejich zákazníků. Součástí záměru je také zvláštní registrační kategorie pro kryptoměnové trhy.

Írán může po stažení USA v Iráku rozjet nebezpečnou hru, obávají se experti

Stažení amerických sil z Iráku vytvořilo podle odborníků bezpečnostní vakuum v Iráckém Kurdistánu (KRI). Tento poloautonomní region spoléhal na ochranu Washingtonu, nyní ho však ohrožují vnitřní politické rozbroje a Írán, který by mohl odchodu USA využít.

Soul potvrdil, že miny na hranicích položila KLDR, a žádá po ní omluvu

Jihokorejská armáda dospěla k závěru, že Severní Korea nastražila miny, které před dvěma týdny na hranici obou států zranily tři jihokorejské vojáky. Armáda současně KLDR vyzvala, aby se omluvila a odstranila další miny, napsala v pondělí agentura AP. Soul obvinil Pchjongjang z výbuchů min i v srpnu 2015, kdy byli zmrzačeni dva jihokorejští vojáci.

Bitva o jednu z nejdůležitějších námořních tepen světa: Jemenská armáda spustila mohutnou ofenzivu

Jemenské provládní síly podporované letectvem koalice vedené Saúdskou Arábií spustily rozsáhlou ofenzivu proti Hútíům a získaly zpět pod kontrolu strategicky důležitý průliv Báb Al-Mandáb. Také vstoupily do města Mokka na pobřeží Rudého moře.

Drony zasáhly dvě lodi v ekonomické zóně Bulharska, uvedla prezidentka

Drony zasáhly dvě lodi v ekonomické zóně Bulharska, uvedla dnes podle agentury Reuters kancelář prezidentky Ilijany Jotové. Bulharská média píší o bezprecedentním koordinovaném útoku na obchodní plavidla v Černém moři. Jedna loď se podle nich potopila, druhou zachvátil požár.

USA narychlo stáhly bombardéry z britské základny kvůli bezpečnostní hrozbě, tvrdí Trump

Spojené státy narychlo stáhly své bombardéry B-1 z britské základny RAF Fairford. Donald Trump nyní potvrdil, že důvodem byla konkrétní bezpečnostní hrozba a že Washington dokonce ví, kdo za ní stojí. Americký prezident ji spojil s Íránem, Teherán ale jakýkoliv podíl odmítá.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama