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

ANALÝZA: Co vítězství demokratů v Kongresu znamená pro Ukrajinu?

Kongres se zbarvil do modra. Republikáni v úterních volbách minulý týden utrpěli drtivou porážku. Tento výsledek vzbudil na Ukrajině optimismus. Ale skutečně mohou demokraté nějak zemi napadené Ruskem pomoci? Kyjev má totiž silnou podporu i mezi republikány a hrozba přichází z Bílého domu.

Policie zasáhla proti třem prodejcům drog na darknetu, jeden působil 13 let

Policie spolu s celníky zasáhla proti třem dodavatelům drog, kteří je prostřednictvím darknetových tržišť distribuovali do Česka i zahraničí. Jeden z nich vedený manželským párem působil na trhu nejméně 13 let. Dvojice prodávala psychotropní látky a prekurzory k výrobě drog. Manžel podle kriminalistů uskutečnil přes 1300 obchodů, platby v kryptoměnách přesáhly 5,5 milionu korun. Dvojice je nyní ve vazbě, v případě odsouzení jim hrozí až dvanáctileté tresty vězení. Na webu o tom dnes informovala mluvčí Národní protidrogové centrály Lucie Šmoldasová.

Ptáci a netopýři přispívají k vyšší úrodě kakaa v Amazonii

Ptáci a netopýři mohou výrazně zvýšit úrodu kakaa na tropických farmách. V peruánské Amazonii pomáhají regulovat škůdce a chránit kakaovníky před poškozením. Nový výzkum ukazuje, že zachování lesů a rozmanité vegetace prospívá nejen přírodě, ale také místním pěstitelům.

Lutnicka vtáhl skandál bývalého šéfa Nvidie. Čelí otázkám kvůli vývozu čipů do Číny

Americký ministr obchodu Howard Lutnick čelí sílícímu tlaku kvůli podezření, že jeho úřad nedostatečně kontroloval vývoz pokročilých čipů společnosti Nvidia do Číny. Otázky vyvolávají také ministrovy obchodní vazby na čínské podniky a blízký vztah s bývalým šéfem Nvidie Jensenem Huangem. Kongres nyní požaduje vysvětlení, zda americké úřady nepřehlížely porušování vývozních omezení.

Šéf Nvidie nečekaně odstoupil. Na kobereček si ho předvolal Kongres

Jensen Huang nečekaně rezignoval na post generálního ředitele giganta v oblasti vysoce pokročilých čipů pro umělou inteligenci (AI) Nvidia a bude vypovídat před Kongresem. Aféru měl dokonce se třemi ženami, z nichž jedna je podezřelá ze špionáže pro Čínu.

Ukrajinské útoky zabily ve dvou ruských regionech osm lidí, hlásí úřady

Při dronovém náletu zemřeli čtyři zaměstnanci průmyslové zóny na jihu Volgogradu, oznámily dnes ráno úřady ve Volgogradské oblasti. Další dva utrpěli zranění. Podle neoficiálních informací telegramového kanálu Exilenova+ se cílem ukrajinského útoku stala rafinérie. Ruská protivzdušná obrana v noci na dnešek v různých regionech Ruska zneškodnila 1198 ukrajinských dronů, oznámilo ministerstvo obrany v Moskvě. Šlo o jeden z nejrozsáhlejších ukrajinských dronových útoků od začátku pátým rokem trvající ruské agrese proti Ukrajině. Osm mrtvých po ukrajinském útoku později zmínilo vedení Samarské oblasti.

Microsoft čelí masivnímu výpadku. Servery se nedaří opravit ani po 13 hodinách

Rozsáhlý výpadek cloudových služeb Microsoftu ochromil elektronickou poštu, firemní komunikaci i provoz některých úřadů po celém světě. Problémy se dotkly také nemocnic, škol a dopravních společností. Technici se snaží obnovit dostupnost serverů, dosavadní zásahy však podle Microsoftu nepřinášejí očekávané výsledky. Příčinu společnost nadále vyšetřuje.

Izrael zakázal vstup na své území francouzskému politikovi Mélenchonovi

Izrael zakázal vstup na své území francouzskému krajně levicovému politikovi a možnému prezidentskému kandidátovi Jeanu-Lucovi Mélenchonovi. Lídr strany Nepodrobená Francie (LFI) patří k francouzským politikům, proti kterým se izraelští představitelé vymezují nejhlasitěji. Mélenchon a LFI vyjadřují podporu Palestincům a ostře kritizují Izrael. Izraelský zákaz kritizoval francouzský ministr zahraničí Jean-Noël Barrot.

Dillí se dusí pod smogem. Stalo se nejznečištěnějším městem světa

Indická metropole Dillí se v pátek 13. listopadu ocitla na prvním místě žebříčku nejznečištěnějších velkých měst světa. Hustý smog zahalil ulice dvacetimilionového města, výrazně snížil viditelnost a kvalita ovzduší dosáhla nebezpečných hodnot. Dillí tak v nelichotivém žebříčku předstihlo pákistánské Láhaur, které se dlouhodobě potýká s podobnými problémy.

Evropané budou u mírových jednání, řekli Kushner a Zelenskyj

Evropští zástupci budou u vyjednávání o míru mezi Ruskem a Ukrajinou. Po dnešním setkání v Dublinu to uvedli ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj a zvláštní americký vyslanec Jared Kushner, který spolu s kolegou Stevem Witkoffem do irské metropole dorazil z moskevského setkání s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Zelenskyj řekl, že další jednání budou následovat, píší agentury AFP a Reuters.

Manchester United odvolal trenéra Carricka. Nahradit ho může Pochettino

Manchester United po nepovedeném vstupu do sezony odvolal trenéra Michaela Carricka. Bývalý záložník nedokázal navázat na úspěšné jarní období a slavný anglický klub se propadl až do sestupového pásma Premier League. Hlavním kandidátem na uvolněné místo je Mauricio Pochettino, který momentálně vede americkou reprezentaci.

Stamiliony dolarů na boj s ebolou se vůbec nedostanou k pacientům, varují Lékaři bez hranic

Stovky milionů dolarů určených na boj proti epidemii eboly v Konžské demokratické republice se podle humanitární organizace Lékaři bez hranic (MSF) nedostávají k lidem, kteří je nejvíce potřebují. Přestože na pomoc byly vyčleněny značné finanční prostředky, zdravotníci v terénu podle organizace často postrádají základní vybavení, nedostávají mzdy a nemají potřebné školení. Epidemie přitom zůstává podle MSF mimo kontrolu.

Hollywood chystá novou verzi romantické komedie Láska přes internet

Romantická komedie Láska přes internet, ve které před 28 lety zazářili Tom Hanks a Meg Ryan, se dočká nové verze. Studio Warner Bros. připravuje nové zpracování oblíbeného filmu z roku 1998. Režie se ujme Jason Orley, který bude zároveň pracovat na scénáři. Obsazení ani datum premiéry zatím nejsou známé.

Indonéský prezident přijal demisi viceprezidenta, jenž rezignoval kvůli vzdělání

Indonéský viceprezident Gibran Rakabuming Raka dnes rezignoval poté, co v zemi sílily pochybnosti o jeho dosaženém vzdělání. Prezident Prabowo Subianto jeho demisi přijal, informovala agentura AP. Raka je prvním viceprezidentem, který odstoupil před koncem funkčního období od pádu diktátora Suharta v roce 1998.

Američtí vyjednavači Witkoff a Kushner přijeli do Kremlu na jednání s Putinem

Zmocněnci amerického prezidenta Steve Witkoff a Jared Kushner přijeli do Kremlu na jednání s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Uvedla to dnes dopoledne SEČ agentura AFP nebo ruská služba stanice BBC. Dvojice Američanů přiletěla do Moskvy ráno. Po jednání v Kremlu mají podle dřívějších informací odletět do irského Dublinu, kde je čeká schůzka s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama