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

Koaly v Austrálii ohrožuje chlamydie, nadějí je izolovaný ostrov

Koaly v Austrálii čelí vážné hrozbě. Nebezpečná chlamydie se šíří populacemi a v některých oblastech zasahuje až 88 % jedinců. Nemoc způsobuje slepotu, neplodnost i smrt. Vědci proto hledají řešení, které by zabránilo dalšímu úbytku těchto ikonických zvířat.

Ukrajina má mrtvé a téměř dvě desítky raněných po ruských nočních útocích

Ruský dron dnes zabil 54letého muže v centru Chersonu na jihovýchodě Ukrajiny, oznámily dnes místní úřady. Ruské vzdušné útoky zranily v noci na dnešek 15 lidí ve městě Sumy, uvedl náčelník správy Sumské oblasti Oleh Hryhorov. Další tři raněné si podle místních úřadů vyžádalo bombardování Slovjanska na východě Ukrajiny. Ukrajinské drony zasáhly ropná zařízení v hloubi Ruska, tvrdí podle médií tajná služba SBU. Rusko již letos dobylo 1700 čtverečních kilometrů ukrajinského území, prohlásil dnes podle agentury Reuters náčelník generálního štábu ruské armády Valerij Gerasimov.

Americké porušování příměří je hlavní překážkou pro diplomacii, řekl Arakčí

Trvající porušování příměří ze strany USA, především útoky na íránská obchodní plavidla, je hlavní překážkou pro pokračování diplomatického procesu. Íránský ministr zahraničí Abbás Arakčí to dnes v telefonickém rozhovoru sdělil svému pákistánskému protějšku Isháku Dárovi, se kterým jednal o možnostech řešení americko-izrelské války s Íránem. Teherán podle Arakčího vezme v potaz veškeré aspekty celé záležitosti a rozhodne se o dalším postupu, uvedlo v prohlášení íránské ministerstvo zahraničí na platformě telegram.

Nová éra pro Apple. Cook po 15 letech končí

Tim Cook po 15 letech opouští pozici generálního ředitele společnosti Apple. Od 1. září ho vystřídá John Ternus, který byl dosud odpovědný za hardware. Cook se stane předsedou představenstva. Soustředit se bude hlavně na jednání s politickými vůdci po celém světě.

Francie volá po silnějším euru v digitálním světě

Evropa naléhavě potřebuje více digitálních mincí navázaných na euro, aby dokázala konkurovat současné americké dominanci v digitálních platbách. Podíl takzvaných stablecoinů v eurech je ve srovnání s těmi dolarovými stále zanedbatelný, což vyvolává obavy o budoucí suverenitu evropských finančních služeb. Francouzská vláda proto vyzývá banky, aby začaly více využívat technologii blockchainu a tokenizované vklady.

V Hormuzském průlivu hrozí ekologická katastrofa. Uvězněné lodě jsou jako časované bomby

Americko-izraelská válka s Íránem způsobila největší narušení dodávek ropy v historii. Důvodem jsou útoky na energetickou infrastrukturu i blokáda Hormuzského průlivu. Zůstala v něm plavidla naložená ropou a vědci se obávají ekologické katastrofy. V regionu již zaznamenali ropné skvrny.

Důkazy z hlubinného vrtu odhalily zranitelnost Grónska

Nové důkazy z hlubinných vrtů ukazují, že severozápadní část Grónska byla před sedmi tisíci lety zcela bez ledu. Prudhoe Dome, který je považován za jeden z klíčových a stabilních bodů ledového příkrovu, roztál během přirozeného oteplení v období holocénu. Zjištění vědců naznačují, že grónský led je mnohem křehčí, než se dosud předpokládalo, a současné oteplování způsobené člověkem by mohlo vést k podobně rychlému úbytku ledové masy.

Bez obnovení dodávek ruské ropy nebude unijní půjčka pro Ukrajinu, uvedl Orbán

Maďarsko schválí unijní půjčku pro Ukrajinu ve výši 90 miliard eur (2,2 bilionu Kč) teprve tehdy, až bude obnoven dovoz ruské ropy do země prostřednictvím ropovodu Družba. V dopise předsedovi Evropské rady Antóniu Costovi to dnes zopakoval odcházející maďarský premiér Viktor Orbán. Odmítl možnost opačného pořadí, kdy by Budapešť nejprve přestala schválení půjčky blokovat a poté by opět začala proudit ruská ropa přes Ukrajinu. Agentura Bloomberg dnes uvedla, že Ukrajina očekává obnovení toku ropy ropovodem Družba v úterý. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj ale podle agentury Reuters řekl, ropovod by měl být připraven k provozu do konce dubna.

Zbrojovka Brno se vrací do první ligy

Fotbalisté Zbrojovky Brno mají jasno. Po třech letech se vracejí mezi elitu. Postup potvrdila remíza 1:1 mezi Artisem Brno a Táborskem v dohrávce 24. kola druhé ligy. Šest kol před koncem už nikdo lídra tabulky nedožene.

Jeff Bezos buduje nové impérium umělé inteligence

Zakladatel Amazonu Jeff Bezos se vrací k aktivnímu řízení byznysu se svým novým projektem Prometheus. Tato laboratoř zaměřená na umělou inteligenci se v aktuálním kole financování blíží k hodnotě 38 miliard dolarů. Cílem firmy je vytvořit technologie, které rozumí fyzikálním zákonům a dokážou zcela proměnit průmyslovou výrobu nebo stavebnictví.

Trump si příspěvky na sítích sám podráží nohy v jednání s Íránem

S blížícím se víkendem se zdálo, že USA a Írán jsou blízko dohodě, která ukončí sedmitýdenní válku. A pak americký prezident Donald Trump rozjel kampaň na sociálních sítích. Někteří úředníci z jeho administrativy si stěžují, že svými příspěvky škodí USA. Jsou spontánní a neradí se o nich se svými poradci.

Mexičan zastřelil kanadskou turistku a dalších 13 lidí zranil

Mexické úřady vyšetřují tragický útok v archeologickém areálu Teotihuacán, kde ozbrojený muž zastřelil dvaatřicetiletou Kanaďanku. Při incidentu utrpělo zranění dalších nejméně třináct lidí, z toho sedm osob zasáhly kulky a zbytek se zranil při pádu během následné paniky. Útočník, kterého prokuratura identifikovala jako mexického občana jménem Julio Cesar Jasso Ramirez, po činu spáchal sebevraždu přímo na místě. Mezi hospitalizovanými oběťmi jsou kromě Kanaďanů také občané Kolumbie a Ruska.

Bulharské volby drtivě vyhrál Rumen Radev. Komentátoři mluví o „bulharském Ficovi“

Nově vzniklá strana „Progresivní Bulharsko“ (PB) vedená Rumenem Radevem drtivě zvítězila v bulharských parlamentních volbách, už osmých za pět let. Poprvé od roku 1997 získala jedna politická síla dostatek mandátů k samostatnému vládnutí.

Farmaceutický gigant sází miliardy na novou metodu léčby rakoviny

Americký farmaceutický gigant Eli Lilly oznámil velkou investici do budoucnosti medicíny. Za částku, která může v přepočtu dosáhnout až 7 miliard dolarů, kupuje biotechnologickou společnost Kelonia Therapeutics. Tato menší firma se specializuje na vývoj převratných metod léčby rakoviny, které by mohly zásadně změnit životy pacientů.

KOMENTÁŘ: USA ještě v euforii, Evropa ostražitá. Další zvrat v Íránu odkryl burzovní paradox

Užuž to vypadalo, že se schyluje ke konci války USA a Íránu. Tedy spíš si to trhy v pátek myslely, když zprávu o znovuotevření Hormuzského průlivu četly v podstatě jako konec konfliktu. Jenže už o pár hodin později se úžina znovu zašpuntovala. Na burze tak došlo k další bizarní otočce.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama