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

Policie ve Francii zadržela v souvislosti s protesty přes 2300 lidí

Francouzská policie zadržela v souvislosti s násilím při sobotních demonstracích 2397 lidí. Dnes to oznámil podle stanice France Info ministr vnitra Laurent Nuňez, který také informoval o 997 zraněných policistech, hasičích a materiálních škodách. O zraněných z řad demonstrantů se nezmínil. V zemi protestovaly stovky tisíc lidí proti vysokým životním nákladům, na některých místech se odehrály střety s policií, rabování či útoky na radnice. V Mylhúzách na východě země přišla zraněná dívka o oko a v Paříži zemřel jeden z protestujících, kterého postihla srdeční a dechová zástava, uvádí stanice France 24 a RTL.

Vance a Trump přičítají násilnosti ve Francii nezvládnuté imigraci

Americký prezident Donald Trump i jeho viceprezident J.D Vance připisují sobotní střety v ulicích francouzských městech migraci. Trump v příspěvku na své síti Truth Social pak vyzval k uzavření hranic. Oba politici se proti migraci vymezují dlouhodobě. Migraci v souvislosti se sobotním děním ve Francii zmiňují i maďarský premiér Péter Magyar či krajně pravicoví politici.

Ukrajina znovu dostává od USA informace o ruských raketách, řekl Zelenskyj

Ukrajina prostřednictvím satelitní sítě Starlink znovu dostává informace od Spojených států ohledně vypálení ruských balistických raket. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj to řekl ve vysílání americké stanice NBC, uvedly agentury Reuters a AFP. Americké úřady i prezident Donald Trump tvrdili, že předávání informací, které Ukrajině umožňují lépe reagovat na ruskou hrozbu, nepřerušili. Americký ministr financí Scott Bessent vzápětí označil Zelenského obvinění USA z omezení Starlinku za nezodpovědné.

Egypt je připraven podpořit Saúdskou Arábii v obraně proti jemenským Húsíům

Egypt je připraven poskytnout Saúdské Arábii podporu, kterou potřebuje k obraně své bezpečnosti a stability, oznámil dnes podle agentury Reuters úřad egyptského prezidenta. Íránem podporovaní jemenští povstalci v posledních dnech vystupňovali útoky namířené na území Saúdské Arábie, největšího světového vývozce ropy. Parlament, který nechal na dnešek svolat egyptský prezident Abdal Fattáh Sísí, bude o možné vojenské pomoci Rijádu hlasovat v pondělí.

Řidič kamionu ve střední Indii najel do davu věřících a zabil 13 z nich

Řidič nákladního vozu ve střední Indii ve vysoké rychlosti najel do davu lidí slavících hinduistický svátek a zabil 13 z nich, napsala dnes s odvoláním na úřady agentura AFP. Neštěstí se stalo jen den poté, co při tlačenici na severovýchodě země zemřelo nejméně 19 věřících.

Obrovský požár u kanadské letecké základny Wainwright si vyžádal nejméně sedm obětí

Rozsáhlý požár v blízkosti kanadské vojenské základny Wainwright v provincii Alberta si vyžádal nejméně sedm mrtvých a desítky zraněných. Podle dosavadních informací mohlo neštěstí způsobit poškození plynovodu nebo plynového vrtu během vojenského cvičení s ostrou municí. Přesný počet obětí zatím armáda nepotvrdila.

Litva nakrátko vyhlásila kvůli dronu červený stupeň leteckého poplachu

Litva dnes ráno vyhlásila v centrálních a severních regionech země červený stupeň leteckého poplachu a jejich obyvatele vyzvala, aby se odebrali do úkrytů. Příčinou byl neznámý letící objekt, oznámila podle agentury Reuters armáda a národní krizové centrum. Zhruba po hodině armáda poplach odvolala. Mluvčí ukrajinského ministerstva zahraničí Heorhij Tychyj později na síti X uvedl, že Kyjev lituje incidentu v litevském vzdušném prostoru, ruská protivzdušná obrana podle něj mohla s pomocí prostředků elektronického boje odklonit ukrajinský dron.

Rostliny považované za plevel lákají nejvíce opylovačů

Rostliny, které zahrádkáři často považují za plevel, patří mezi nejvyhledávanější zdroje potravy pro opylující hmyz. Osmiletý průzkum ve Velké Británii ukázal, že včely, motýli a další druhy hmyzu nejčastěji navštěvují květy břečťanu, bolševníku a ostružiníku. Výsledky zároveň upozorňují na význam zahrad pro zachování rozmanitosti opylovačů.

Digitální dolar USDC míří do 40 dalších zemí. Circle chystá expanzi

Americká společnost Circle plánuje rozšířit své služby přibližně do 40 rozvíjejících se zemí. Firma stojící za stablecoinem USDC chce využít rostoucí zájem o digitální platby v Asii, Africe i Latinské Americe. Expanzi má podpořit také plánované převzetí singapurské platební společnosti Tazapay za 400 milionů dolarů.

Milán zažil bouřlivou noc. Demonstranti útočili na policisty

Sobotní demonstrace proti rostoucím životním nákladům se v italském Miláně změnila v násilné střety s policií. Maskovaní demonstranti zapalovali barikády, házeli kameny a rabovali obchody v historickém centru města. Nejméně 24 lidí utrpělo zranění a policie předvedla přes 50 osob, mezi nimi i nezletilé.

Hrdinové střelby z Oregonu. Učitelka se snažila odzbrojit útočníka, otec dvou žaček ho zastřelil

Střelba na základní škole Silver Rail ve městě Bend v americkém Oregonu, která si vyžádala čtyři mrtvé včetně tří dětí, má své hrdiny. Dalšímu krveprolití podle policie zabránila učitelka, která se pokusila mladíka odzbrojit, a otec dvou školaček, jenž útočníka zastřelil.

Francii otřásají demonstrace. Policie proti protestujícím nasadila slzný plyn

Ve Francii začaly demonstrace, u kterých se očekává, že se během dne rozrostou v celonárodní protest kvůli vysokým cenám a rozpadu modelu, jenž měl poskytovat základní úroveň příležitostí a sociálního zabezpečení. Kolem poledne to napsala agentura Reuters. Podle stanice France 24 policie už použila slzný plyn a obušky ve snaze vytlačit některé protestující z ulic v Paříži, Marseille nebo Lyonu, kde demonstranti uspořádali nepovolené pochody a pokoušeli se blokovat dopravu pomocí barikád.

Papež bude odpoledne propuštěn z nemocnice, v neděli přednese tradiční modlitbu

Papež Lev XIV., který se zotavuje po operaci plic, bude dnes odpoledne propuštěn z nemocnice na základě příznivých výsledků krevních testů a vyšetření hrudníku, oznámil podle tiskových agentur Vatikán. Již v neděli pak papež přednese tradiční polední modlitbu z okna Apoštolského paláce ve Vatikánu, což bude jeho první veřejné vystoupení od úterní hospitalizace.

I malé přírodní rezervace mohou chránit vzácné druhy

K ochraně ohrožených živočichů nejsou vždy potřeba rozsáhlé přírodní rezervace. Nový výzkum v Austrálii ukázal, že i malé plochy zachovalé přírody mohou být důležitým útočištěm vzácných druhů. Příkladem je nově popsaný druh sarančete, který přežívá v izolovaných oblastech mezi zemědělskou půdou.

Ukrajina i Rusko hlásí zneškodnění stovek dronů a několik zabitých civilistů

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na Ukrajinu 332 drony a neupřesněným počtem střel. Uvedlo to ráno na platformě Telegram ukrajinské letectvo, podle něhož protivzdušná obrana zneškodnila 289 bezpilotních letounů a čtyři střely s plochou dráhou letu. Na 22 blíže neupřesněných lokacích eviduje zásahy. Ukrajinští činitelé informují o dvou zabitých civilistech a řadě zraněných při ruských útocích. Ruské ministerstvo obrany oznámilo sestřelení 610 ukrajinských dronů a ruské úřady podle státní agentury TASS hlásí jednu zabitou ženu při ukrajinském útoku na Belgorodskou oblast.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama