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

Rusko a Ukrajina oznámily, že si vyměnily válečné zajatce i civilisty

Rusko a Ukrajina si dnes vyměnily po 175 zajatých vojácích a sedmi civilistech z každé strany, oznámilo ruské ministerstvo obrany. O výměně vzápětí informoval i ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj.

Prezidentské volby v Džibutsku vyhrála s 97,81 pct současná hlava státu Guilláh

Prezidentské volby ve východoafrickém Džibutsku podle oficiálních výsledků znovu vyhrál současný prezident Ismáíl Umar Guilláh, který získal 97,81 procenta hlasů. Zajistil si tak šesté funkční období v čele tohoto strategicky umístěného území v oblasti Afrického rohu, napsala agentura AFP. Guilláh zemi vládne od roku 1999.

Ukrajina dodrží příměří, ale odpoví na případné ruské útoky, uvedl Zelenskyj

Ukrajinská armáda bude dodržovat klid zbraní během příměří, dohodnutého na pravoslavné Velikonoce, ale je připravena zrcadlově odpovědět na každý ruský útok. Uvedl to dnes ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Současně navrhl Moskvě, aby příměří pokračovalo i po Velikonocích.

Tání Arktidy uvolňuje tisíce let starý uhlík

Tání arktického permafrostu začíná výrazně měnit krajinu i fungování globálního klimatického systému. Do řek se uvolňuje stále větší množství uhlíku, který byl po tisíce let uvězněn v zamrzlé půdě. Tento proces postupně zesiluje globální oteplování, protože část uhlíku se při svém putování do oceánu přeměňuje na oxid uhličitý.

S pákistánským premiérem se sešla íránská delegace i viceprezident USA Vance

Americká delegace v čele s viceprezidentem J.D. Vancem jedná v hotelu Serena v pákistánské metropoli Islámábádu s pákistánským premiérem Šahbázem Šarífem, napsala dnes po poledni agentura Reuters. S předsedou vlády před Vancem také podle agentury AFP jednala íránská delegace. V metropoli se mají konat mírové rozhovory mezi USA a Íránem s cílem ukončit válku, kterou USA a Izrael proti Íránu zahájily na konci února.

Posádka Artemis II se po desetidenní misi vrátila bezpečně na Zemi

Posádka mise Artemis II se po téměř desetidenním letu úspěšně vrátila na Zemi, když její kosmická loď Orion přistála do Tichého oceánu u pobřeží Kalifornie. Návrat završil první pilotovaný let k Měsíci po více než půl století. Manažer programu Orion Howard Hu na tiskové konferenci uvedl, že dnešní den představuje začátek nové éry lidského průzkumu vesmíru.

Dům šéfa OpenAI se stal terčem útoku

Dům Sam Altmana, generálního ředitele společnosti OpenAI, v San Franciscu se stal terčem útoku zápalnou lahví. Policie zadržela dvacetiletého muže, který údajně brzy ráno hodil improvizované zápalné zařízení na vstupní bránu domu a později vyhrožoval také v sídle společnosti.

Zmizela na moři. Její manžel mezitím skončil v rukou policie

Američanka Lynette Hooker zmizela před několika dny během plavby na Bahamách a její případ rychle nabral nečekaný směr. Zatímco po ženě se stále pátrá, její manžel Brian Hooker skončil v policejní vazbě a čelí výslechu kvůli okolnostem jejího zmizení.

Orbán čelí největší zkoušce za poslední roky

Viktor Orbán vstupuje do nedělních voleb ve výjimečně oslabené pozici. Po šestnácti letech u moci čelí nejsilnějšímu tlaku za celou dobu svého působení a v Maďarsku sílí odpor i v kruzích, které mu dříve pevně stály po boku. Kromě únavy z jeho dlouhého vládnutí se do popředí dostaly korupční skandály, ekonomické problémy a rostoucí podpora opozice.

Macron poprvé jednal s papežem Lvem XIV. ve Vatikánu, mluvili o konfliktech

Francouzský prezident Emmanuel Macron dnes poprvé jednal ve Vatikánu s papežem Lvem XIV., píší agentura AFP a italská média. Vatikán k schůzi uvedl, že francouzský prezident jednal s papežem a vatikánskými představiteli o konfliktech ve světě. Macron k jednání řekl, že s papežem mají totožné přesvědčení, že usilovat o mír je povinností. Očekávalo se, že jednání se budou týkat mezinárodních krizí, války na Blízkém východě a situace v Libanonu.

Meloni varuje před poplatky v Hormuzském průlivu

Plán Íránu vybírat poplatky od lodí proplouvajících Hormuzským průlivem může zasáhnout světový obchod i dodávky energií. Italská premiérka Giorgia Meloni proto varovala, že podobný krok by mohl změnit obchodní toky a přinést citelné ekonomické dopady.

Kraken otevřel kryptu cestu k účtu u Fedu

Kryptoměnová burza Kraken získala přístup k účtu u americké centrální banky. Jde o první případ, kdy podobný účet získala firma z kryptosektoru, a otevírá to cestu k užšímu propojení digitálních aktiv s tradičním finančním systémem.

Stín, nebo smrt. Vedra už překračují naše limity, šokovalo vědce

Často se mluví o neobyvatelnosti planety v důsledku klimatických změn v budoucnosti. Podle nové studie však takové podmínky nastávají už během těch nejhorších vln veder. Jsme náchylnější k rostoucím teplotám, než se dosud myslelo, varují odborníci. Sami přiznávají, že si budoucnost zatím nedokážou představit.

Kolem jednání USA a Íránu panuje nejistota, Teherán žádá klid zbraní v Libanonu

Nejistota stále panuje kolem na dnešek či sobotu plánovaných mírových jednání mezi Spojenými státy a Íránem v pákistánském Islámábádu, píše stanice BBC. Teherán totiž dal už ve čtvrtek najevo, že účast íránských zástupců závisí na dodržování příměří ve všech oblastech Blízkého východu, včetně Libanonu. To však Izrael porušuje svými nepřestávajícími údery na cíle proíránského libanonského hnutí Hizballáh. Stanice NBC dnes informovala, že poblíž pákistánské letecké základny Nur Chán byl spatřen transportní letoun amerického letectva.

Ukrajinské úřady hlásí dva mrtvé po ruských nočních útocích

Ruské útoky v noci na dnešek v ukrajinské Dněpropetrovské oblasti zabily dva lidi, oznámil ráno na telegramu šéf regionální vojenské správy Oleksandr Hanža. V jihoukrajinském Chersonu je po ruském dronovém útoku zraněná seniorka, o dvou raněných v Sumské oblasti na severovýchodě země informovali ukrajinští záchranáři. Obětí náletu ukrajinských dronů se stal civilista ve Volgogradké oblasti, tvrdí ruské úřady.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama