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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Maďarsko musí urychlit reformy, aby získalo zmrazené fondy EU, uvedla šéfka EK

Maďarsko potřebuje urychleně pracovat na reformách, které jsou potřeba k uvolnění zmrazených unijních fondů. Po telefonátu s maďarským opozičním lídrem a vítězem nedělních voleb Péterem Magyarem to dnes uvedla předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyen. Maďarsko se podle ní po volbách vrátilo do samého srdce Evropy, kam vždy patřilo.

Taylor Swift získala nejvíc nominací na American Music Awards 2026

American Music Awards letos znovu ukazují, kdo právě kraluje hudební scéně. Nejvíc nominací získala Taylor Swift, ale těsně za ní se drží i další velká jména a nováčci, kteří letos patří k nejvýraznějším objevům.

Bývalý student na střední škole v Turecku začal střílet po žácích, šestnáct lidí zranil

Střelec na střední škole v jihovýchodním Turecku zahájil palbu po žácích. Útočník, přibližně osmnáctiletý muž, zranil nejméně šestnáct lidí, pak obrátil zbraň proti sobě a zastřelil se.

Ropovod Družba bude opět funkční do konce dubna, řekl Zelenskyj

Ropovod Družba bude opět funkční do konce dubna. Na tiskové konferenci po jednání s německým kancléřem Friedrichem Merzem to dnes v Berlíně řekl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. V lednu ropovod na západě Ukrajiny poškodil ruský dronový útok. Maďarsko a Slovensko, do kterých ropovod přepravoval ruskou ropu, obviňovaly Kyjev, že s jeho opravou schválně otálí.

Meloni: Itálie pozastavuje obrannou dohodu s Izraelem

Italská vláda pozastavila automatické prodlužování dohody o spolupráci v oblasti obrany s Izraelem kvůli současné situaci na Blízkém východě a několika konkrétním incidentům. V úterý to oznámila premiérka Giorgia Meloni.

Ruské drony útočily na ukrajinský přístav Izmajil, poškodily panamskou loď

Ruské drony v noci na dnešek zaútočily na přístav Izmajil v Oděské oblasti na jihu Ukrajiny a poškodily loď plující pod panamskou vlajkou. Další dron zasáhl civilní obchodní plavidlo plující pod vlajkou Libérie; při útoku nebyl nikdo zraněn. Informoval o tom ukrajinský vicepremiér Oleksij Kuleba, kterého citovala agentura Reuters.

Japonská centrální banka podpořila růst bitcoinu

Bitcoin se v pondělí dostal nad 74 tisíc dolarů a jedním z důvodů byla i změna tónu z Japonska. Guvernér tamní centrální banky Kazuo Ueda naznačil, že na zasedání 28. dubna nejspíš nepřijde další zvýšení sazeb. Pro riziková aktiva je to důležitý signál, protože část trhu dál stojí na levném financování v jenech.

Ceny ropy klesají. Naději na dohodu s Íránem tlumí obavy z další eskalace

Ceny ropy v úterý klesly, přestože napětí na Blízkém východě zůstává vysoké. Trhy reagují na kombinaci dvou protichůdných faktorů. Na jedné straně zohledňují eskalaci v podobě americké blokády íránských přístavů, na straně druhé opatrnou naději, že Washington a Teherán by mohly pokračovat v jednáních.

V Baltském moři umírá keporkak, úřady ukončily záchranu

Desetimetrový samec keporkaka, který se před několika týdny dostal do mělkých vod u severního pobřeží Německa, zřejmě nepřežije. Poté, co opakovaně uvízl v mělčinách, nyní leží v malé zátoce poblíž ostrova Poel a záchranné týmy otevřeně přiznávají, že jeho záchrana není možná. Úřady a odborníci proto vyzývají veřejnost, aby nechala zvíře v klidu prožít jeho zbývající dny.

Zakladatel Evergrande se přiznal k podvodu

Zakladatel čínské developerské společnosti Evergrande, Sü Ťia-jin, se u soudu přiznal k několika trestným činům včetně podvodů při získávání financí a úplatkářství. Případ uzavírá pád jednoho z nejvýraznějších podnikatelů, který symbolizoval vzestup i krizi čínského realitního trhu.

Vance: USA dosáhly v rozhovorech s Íránem pokroku, Teherán nyní musí jednat

Spojené státy v rozhovorech s Íránem dosáhly značného pokroku. V rozhovoru se stanicí Fox News to v noci na dnešek prohlásil americký viceprezident J. D. Vance, který jednání v pákistánské metropoli Islámábádu za americkou stranu vedl. Rozhovory skončily v neděli bez dohody, podle Vanceho je nyní na Teheránu, aby jednal.

Skandál v USA: Vlivný demokrat rezignuje kvůli obviněním ze sexuálního napadení

Americký kongresman Eric Swalwell oznámil, že rezignuje na svůj mandát ve Sněmovně reprezentantů. Rozhodnutí přichází po sérii závažných obvinění ze sexuálního obtěžování a v době, kdy se proti deokratovi rozbíhá etické vyšetřování i trestní prověrky.

Španělský premiér Sánchez jednal s čínským prezidentem Siem o užších vztazích

Španělský premiér Pedro Sánchez dnes pokračuje v návštěvě Číny, kde se setkal s prezidentem Si Ťin-pchingem. Oba představitelé slíbili, že prohloubí vzájemné vztahy obou zemí, a zároveň se zavázali chránit globální mír v době, kdy se světový řád podle slov Si Ťin-pchinga "rozpadá", napsala agentura Reuters.

Magyar chce pozastavit zprávy veřejnoprávních médií, dokud nebudou nestranné

Vítěz nedělních parlamentních voleb v Maďarsku Péter Magyar a jeho strana Tisza chtějí pozastavit zpravodajství veřejnoprávních médií, dokud nebudou moci zajistit nestranné zpravodajství. Magyar to dnes řekl podle agentury Reuters.

Zlatí orli se mohou vrátit do Anglie po více než 150 letech

Zlatí orli by se mohli znovu objevit na anglickém nebi. Po více než 150 letech absence se rýsuje plán na jejich návrat. Vláda už uvolnila milion liber na program obnovy a první mláďata by mohla být vypuštěna už příští rok.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama