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

Inflace v Česku zpomalila na 2,4 procenta. ČNB přesto může zvýšit úrokové sazby

Spotřebitelské ceny v Česku v říjnu meziročně vzrostly o 2,4 procenta, což představuje mírné zpomalení oproti září. Potraviny jsou proti loňsku levnější, ceny energií a služeb však dál výrazně rostou. Nová čísla přicházejí den před rozhodnutím České národní banky, od které ekonomové očekávají zvýšení úrokových sazeb.

Babiš a Tusk ocenili obnovu spolupráce ve visegrádské čtyřce i dobré vztahy

Český premiér Andrej Babiš a šéf polské vlády Donald Tusk ocenili obnovení spolupráce v rámci visegrádské čtyřky, kterou v minulosti blokovaly spory mezi členskými zeměmi. Řekli to dnes na tiskové konferenci ve Varšavě. Tusk a Babiš také ocenili výborné vztahy mezi Polskem a Českem. Dali najevo, že mají podobná stanoviska v řadě unijních témat a shodli se, že ještě letos by se měly konat mezivládní konzultace. Jednodenní pracovní návštěvu Polska ukončil Babiš setkáním s polským prezidentem Karolem Nawrockým.

Moskva i Kyjev v noci pokračovaly v útocích, na Ukrajině jsou mrtví

V ukrajinské Záporožské oblasti dnes zahynuli při ruských úderech dva lidé, uvedl šéf tamní vojenské správy Mychajlo Semikin. Moskva v noci útočila na civilní a energetickou infrastrukturu i v dalších ukrajinských oblastech. Ukrajinské drony zasáhly jedno z logistických center ruského internetového velkoobchodu Ozon v Adygejsku v Krasnodarské oblasti, uvedla společnost na platformě Telegram. Podle předběžných informací nebyl nikdo zraněn.

KOMENTÁŘ: Republikáni ve volbách padli a s nimi i akcie. Proč se trh zalekl triumfu demokratů?

Předpoklad, že demokrati ovládnou americké volby do Kongresu, se v noci na středu do puntíku vyplnil. Průzkumy nelhaly. Přesto trhy na výsledky reagují do jisté míry křečovitě. V prvních hodinách po oznámení výsledků zamířily dolů asijské indexy i futures na S&P 500. Proč?

Nová doba ledová už možná začala. Zastavilo ji globální oteplování, tvrdí vědci

Zemi neustále formuje oheň a led. Naši planetu formují po miliardy let. Co se týče dob ledových, Země zažila nejméně pět těchto epizod, včetně období, kdy mohla být téměř celá nebo z velké části pokrytá ledem. Dnes se nacházíme v mírnějším meziledovém období, které začalo přibližně před 11 700 lety. Nová studie naznačila, že další doba ledová mohla začít už před 2 000 lety. Zasáhla však změna klimatu způsobená člověkem.

Zelenskyj vyznamenal Melanii Trump, která zprostředkovala příměří v Oleškách

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj v pondělí vyznamenal první dámu Spojených států Melanii Trump Řádem kněžny Olgy I. třídy. Důvodem je její přínos humanitární podpoře Ukrajiny, napsal Zelenskyj v prezidentském dekretu. Manželka Donalda Trumpa nedávno zprostředkovala mimořádné lokální příměří v Ruskem okupovaných Oleškách.

Úbytek netopýrů oslabuje přírodní ekosystémy

Netopýři pomáhají udržovat přírodní rovnováhu, chrání rostliny před škůdci a přispívají k obnově lesů. Jejich ekologický význam však může slábnout i v oblastech, kde se stále běžně vyskytují. Nový výzkum upozorňuje, že samotná přítomnost druhu ještě neznamená, že dokáže plnit svou důležitou úlohu v přírodě.

Čína a Japonsko chtějí nadále spolupracovat s USA bez ohledu na výsledky voleb

Čína je připravena pokračovat ve spolupráci se Spojenými státy a naplňovat dohody, které uzavřeli prezidenti obou zemí. Dnes to podle agentury Reuters uvedla mluvčí čínského ministerstva zahraničí Mao Ning v reakci na výsledky úterních voleb do amerického Kongresu. Ty podle projekcí médií přinesly demokratům kontrolu nad oběma komorami Kongresu. Japonsko následně zdůraznilo, že jeho spojenectví se Spojenými státy zůstává zásadní pro světový mír a stabilitu bez ohledu na výsledky voleb, napsala agentura Kjódó.

Demokraté převezmou Kongres. Jaké změny čekají americké trhy?

Podle předběžných výsledků amerických voleb do Kongresu demokraté zvítězili. Co to ale znamená pro investory a trhy? Na první pohled může vypadat situace pro finanční trhy znepokojivě, protože otevírá prostor pro aktivnější legislativní agendu a vyhlídky na větší kontrolu Bílého domu. Investoři se však častěji obávají politické nejistoty než samotné neshody. Jaké změny mohou Američané očekávat?

Musk napsal, že nefungovaly jeho vesmírné lasery pro zasahování do voleb

Nejbohatší člověk planety Elon Musk, který dal před americkými volbami do Kongresu na podporu republikánů kolem 445 milionů dolarů (9,7 miliardy Kč), v reakci na jejich jasnou porážku na X napsal, že zřejmě tentokrát nefungovaly jeho vesmírné lasery pro zasahování do voleb. Jak poznamenává server Axios, ještě nikdy nikdo neutratil tolik jako Musk s tak mizivým výsledkem.

Američané řekli válce jasné ne! Írán reaguje na výsledky voleb v USA

Předběžné výsledky ostře sledovaných amerických voleb se donesly až do Teheránu. Íránský předseda parlamentu Mohammad Bágher Ghálíbáf uvedl, že Američané řekli „NE VÁLCE“. Projekce ukazují vítězství demokratů ve Sněmovně i v Senátu. Sám Donald Trump přiznal, že v tom hraje roli válka s Íránem. Co bude dál?

Demokraté ovládli i volby guvernérů, mají Texas i první černošskou guvernérku

Kromě voleb do obou komor amerického Kongresu demokraté v úterý uspěli také ve volbách guvernérů amerických států, když se jim podařilo uspět v tradičně republikány držených státech jako Texas, Ohio, Georgia či Iowa, informují americká média. Po třech desítkách let vystřídají ve vedení Texasu republikány, jejichž dlouholetý guvernér Greg Abbott prohrál s demokratkou Ginou Hinojosa, která bude první hispánkou v čele druhého nejlidnatějšího amerického státu. Georgia se stane prvním státem, v jehož čele stane černoška, zatímco Nové Mexiko bude mít jako první stát guvernérkou indiánku.

Izrael má přijít o americkou vojenskou pomoc. Netanjahu mlčí

Spojené státy od příštího roku přestanou dodávat Izraeli vojenskou pomoc v hodnotě 4 miliard dolarů (zhruba 87 miliard korun). Tel Aviv si bude moci zbraně od USA koupit stejně jako evropští spojenci. Prezident Donald Trump uvedl, že se na tom shodl s premiérem Benjaminem Netanjahuem, který doma čelí kritice za to, že se k ukončení pomoci nevyjádřil.

Demokraté zasadili překvapenému Trumpovi tvrdou ránu. Ovládnou Kongres

Ostře sledované midterms vyhrají demokraté. Podle několika projekcí ovládli Sněmovnu reprezentantů i Senát. Modrá zvítězila nad červenou i v republikánských baštách, jako je Iowa. V zemi už se uzavřela drtivá většina volebních místností. Americký prezident Donald Trump přiznal, že ho výsledky voleb překvapily, ale dle svých slov je bude akceptovat.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama