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

Severovýchod Španělska zasáhly silné deště, sedm lidí utrpělo zranění

Severovýchod Španělska zasáhly silné deště, voda zaplavila ulice, uvěznila lidi v automobilech a sedm lidí kvůli počasí utrpělo zranění. Napsala to dnes agentura AFP s odvoláním na místní úřady. Podle nich lidem z aut uvězněných v povodňové vodě pomáhali hasiči.

Vatikán investuje 100 milionů eur do výstavby agrovoltaické elektrárny

Vatikán plánuje investovat zhruba 100 milionů eur (asi 2,4 miliardy Kč) do výstavby agrovoltaické elektrárny, která by již za dva roky mohla zásobovat tento nejmenší stát světa elektřinou. Informovala o tom dnes agentura Reuters s odvoláním na zdroje obeznámené se situací.

USA zavedly 50procentní clo na kanadský dovoz, Kanada přijde se stejnými cly

Spojené státy dnes ráno zavedly 50procentní clo na kanadský dovoz v hodnotě 20 miliard dolarů (413 miliard Kč). Kanada plánuje reagovat stejně vysokými cly. Kanadský premiér Markem Carney oznámil, že se rozhodl obchodní jednání s USA pozastavit. Informuje o tom agentura AP. Ani na poslední chvíli se nepodařilo dohodnout jiné řešení obchodního sporu.

Írán udělil řadě iráckých ropných tankerů povolení k plavbě Hormuzským průlivem

Írán udělil řadě iráckých ropných tankerů povolení k plavbě Hormuzským průlivem. Reagoval tak na opakované žádosti ze strany Bagdádu. Informovala o tom dnes íránská státní agentura IRNA.

Ukrajina zaútočila na logistické centrum ruského internetového obchodu Ozon

Logistické centrum ruského internetového obchodu Ozon v Samarské oblasti se v noci na dnešek stalo terčem ukrajinského dronového útoku, který způsobil požár ve skladu. Informovala o tom samotná společnost a média. Ruské úřady podle Reuters informují o nejméně šesti zabitých civilistech při ukrajinských útocích na Rusko a Moskvou okupovaný ukrajinský region.

Lední medvědi stále častěji loví ptáky kvůli úbytku mořského ledu

Lední medvědi v arktické Aljašce stále častěji vyrážejí na pobřežní ostrovy, kde napadají ptačí kolonie a ničí jejich hnízda. Úbytek mořského ledu je připravuje o tradiční lov tuleňů a část medvědů tak hledá potravu na souši. Pro některé arktické ptáky se tím vytváří nový a rostoucí tlak na rozmnožování.

Bitcoin vystřelil k 80 tisícům dolarů, za týden přidal přes 20 procent

Bitcoin má za sebou nejsilnější týden za více než dva roky. Největší kryptoměna se v pátek přiblížila hranici 80 tisíc dolarů a během týdne si připsala více než 20 procent. K růstu přispěl příliv peněz do bitcoinových ETF, uzavírání krátkých pozic i vývoj na americkém dluhopisovém trhu.

Brie Larson dokončila natáčení thrilleru Skeletons

Brie Larson si zahrála v dalším temném thrilleru. V australském státě Victoria skončilo natáčení psychologického thrilleru Skeletons, který režíroval J.T. Mollner a jehož producentem je J. J. Abrams. Příběh se zaměří na chlapce, jenž postupně zjišťuje, že jeho rodiče skrývají znepokojivé tajemství spojené s jeho matkou.

Walmart hlásí nejslabší růst prodejů za šest let, akcie prudce klesly

Americkému maloobchodnímu řetězci Walmart zpomalil růst srovnatelných prodejů v USA na 2,6 procenta, což je nejslabší tempo za šest let. Firma přesto překonala očekávání v tržbách i zisku a zvýšila celoroční výhled. Investory výsledky nepřesvědčily a akcie Walmartu klesly o více než devět procent.

USA vyslaly Poseidon přes Tchajwanský průliv. Čína letoun sledovala

Americký námořní hlídkový letoun P-8A Poseidon v pátek proletěl Tchajwanským průlivem v mezinárodním vzdušném prostoru. Americká armáda označila přelet za ukázku svého závazku ke svobodnému a otevřenému Indo-Pacifiku. Čínská armáda podle vojenského zdroje stroj po celou dobu sledovala.

Ruský dvojitý útok na nákupní centrum na Ukrajině si vyžádal 16 mrtvých a 130 zraněných

Ruské drony zasáhly v pátek obchodní centrum v ukrajinském Kryvém Rihu a zabily nejméně 16 lidí. Více než 130 dalších utrpělo zranění, mezi nimi desítky dětí. Podle ukrajinských úřadů následoval po prvním zásahu další útok, který mířil na záchranáře.

Je čas ukončit válku, dokud jsme vůči USA v silné pozici, řekl íránský prezident

Íránský prezident Masúd Pezeškján dnes uvedl, že je čas ukončit válku se Spojenými státy, dokud je Teherán podle něj vůči Washingtonu v silné pozici. Informovaly o tom agentury DPA a AFP. Spojené státy jsou kvůli válce nenáviděny po celém světě, prohlásil také íránský prezident, který ale kategoricky odmítl kapitulaci.

Danone rozšiřuje byznys s funkční výživou

Francouzská potravinářská skupina Danone získala souhlas s převzetím britské značky Huel, známé především díky nutričně kompletním nápojům a práškovým směsím. Britský antimonopolní úřad rozhodl, že transakci nebude posílat do další, podrobnější fáze vyšetřování. Hodnota obchodu se podle médií pohybuje kolem 1,2 miliardy dolarů.

Útočník s mečem zaútočil na švédskou střední školu a zranil několik lidí

Útočník ozbrojený mečem dnes zranil několik lidí při útoku na střední škole ve švédském městě Fagersta severozápadně od Stockholmu, uvedly podle agentury Reuters tamní úřady. Radnice dále uvedla, že policie pachatele postřelila a zadržela. Počet zraněných úřady zatím nezveřejnily, ale podle místního deníku Aftonbladet zranění utrpěli alespoň dva lidé.

Téměř 100 dní od zmizení. Rodiče v Nigérii protestují za unesené děti

Téměř sto dní čekají rodiny v severovýchodní Nigérii na návrat dětí unesených ze školy. Desítky z nich stále zůstávají v zajetí a jejich rodiče ve čtvrtek vyšli do ulic města Uba. Po vládě žádají jediné: aby děti našla a přivedla domů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama