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

Tomáš Chorý si za reprezentaci nezahraje. Nedvěd mu doporučuje změnu

Fotbalový útočník Tomáš Chorý má další problém. Po vyřazení z kádru pražské Slavie přišel také o místo v české reprezentaci. Generální manažer národních týmů Pavel Nedvěd potvrdil, že s jednatřicetiletým hráčem momentálně nepočítá. Chorý tak doplácí na další disciplinární prohřešek, který může výrazně ovlivnit pokračování jeho kariéry.

Lídryně venezuelské opozice Machado se vrátila do vlasti

Lídryně venezuelské opozice María Corina Machado se téměř po roce vrátila do vlasti. Agentura AFP píše, že se nadšeně vítala se svými příznivci ve městě Barquisimeto v provincii Lara na severozápadě země.

Švédská vláda zakázala svým zaměstnancům používat ChatGPT a Claude

Švédští státní zaměstnanci už nebudou moci na svých pracovních počítačích volně používat populární nástroje umělé inteligence ChatGPT od společnosti OpenAI a Claude od firmy Anthropic. Od pondělí 26. října vstupuje v platnost zákaz přístupu k jejich webovým verzím. Důvodem jsou obavy o bezpečnost citlivých informací, se kterými úředníci při své práci nakládají.

KOMENTÁŘ: Brazilské trhy kolabují. Lulovo vzkříšení ve volbách poslalo akcie dolů o desítky procent

Na brazilských trzích dochází k nečekanému výprodeji. Stávající šéf státu Luiz Inácio Lula da Silva totiž otočil vývoj v prezidentských volbách a zajistil si už svůj čtvrtý mandát. Poraženým je proslulý Jair Bolsonaro, který výsledky voleb odmítá uznat. Jak se to propisuje do trhů?

Vrah odsouzený na doživotí se soudil kvůli pomazánce. Její zákaz prý porušuje jeho lidská práva

Australský vězeň odsouzený na doživotí se pokusil soudní cestou zvrátit zákaz konzumace oblíbené pomazánky Vegemite. Tvrdil, že mu vězeňské úřady odpírají právo na vlastní kulturu a poškozují jeho duševní pohodu. Soud však jeho argumenty odmítl. Za zákazem stojí především bezpečnostní obavy.

V Teheránu budou o bezpečnosti jednat Saúdská Arábie, Pákistán, Turecko a Írán

Vojenští a bezpečnostní představitelé Íránu, Saúdské Arábie, Pákistánu a Turecka budou dnes v Teheránu jednat o regionální bezpečnosti, píše agentura Reuters s odvoláním na své zdroje. Saúdskoarabská diplomacie schůzku podle stanice Al-Arabíja potvrdila. Na Saúdskou Arábii v posledních týdnech a měsících útočí jemenští húsíjští povstalci, kteří jsou spojenci Íránu. Rijád, Islámábád a Ankara podepsaly v srpnu v Mekce obrannou dohodu.

Konec Vučićovy éry v Srbsku. Studentské hnutí slaví historické volební vítězství

Srbsko čeká zásadní politická změna. Dlouholetý vládce země Aleksandar Vučić přiznal porážku v předčasných parlamentních volbách, které vyhrálo hnutí vedené studenty. Výsledek ukončuje více než desetiletí jeho dominance v srbské politice a otevírá cestu k nové vládě. Vítězství přišlo po téměř dvou letech protivládních protestů, které odstartovala tragédie na nádraží v Novém Sadu.

Ceny ropy klesají. Trhy však děsí hrozba další eskalace války s Íránem

Světové ceny ropy v pondělí klesly přibližně o dvě procenta, přestože útoky jemenských Húsíů dál ohrožují energetickou infrastrukturu Saúdské Arábie. Investoři nyní sledují nejen riziko výpadků dodávek, ale také diplomatické snahy o uklidnění konfliktu s Íránem. Analytici varují, že další rozsáhlé útoky, které má americká armáda naplánovány, mohou vyhnat ceny výrazně výš.

Ukrajina po ruských úderech hlásí zraněné, Rusko informovalo o mrtvých

Ruské dronové útoky na Ukrajinu si v noci na dnešek vyžádaly nejméně devět zraněných. Dnes o tom informovaly ukrajinské úřady. Dronovým úderům čelilo také Rusko. Gubernátor ruské Voroněžské oblasti Alexandr Gusev ráno na síti Telegram napsal, že údery ve Voroněži zabily dva lidi a dalších 17 včetně dítěte zranily. Ukrajinský kanál Exilenova+ uvedl, že protivzdušná obrana drony ničila přímo nad Voroněží místo jejich likvidace ještě před jejich příletem do města.

Hyeny v Serengeti se přizpůsobují změnám klimatu

Hyeny skvrnité v tanzanském národním parku Serengeti se musí přizpůsobovat změnám v pohybu stád, která jsou jejich hlavním zdrojem potravy. Stáda býložravců se v jejich teritoriích zdržují stále kratší dobu, přesto se hyením klanům daří udržovat stabilní počet jedinců. Třicetiletý výzkum ukázal, že jim pomáhá především schopnost přizpůsobit se měnícím se podmínkám.

Bolsonaro odmítl uznat výsledky voleb, chce se domáhat jejich anulování

Pravicový kandidát na brazilského prezidenta Flávio Bolsonaro prohlásil, že se bude domáhat zrušení nedělních voleb hlavy státu, ve kterých podle předběžných výsledků prohrál se stávajícím levicovým šéfem státu Luizem Ináciem Lulou da Silvou. Uvedly to dnes tiskové agentury.

USA mají plány na rozsáhlé údery na Írán. Peklo mohou rozpoutat do 96 hodin od vydání rozkazu

Blízkému východu hrozí další eskalace. Americká armáda je podle zdrojů schopna zahájit rozsáhlé útoky proti Íránu do 96 hodin od vydání rozkazu prezidentem Donaldem Trumpem. Washington už má v regionu dostatek vojenských sil, zatímco Izrael naléhá na společnou operaci. Teherán mezitím varuje před tvrdou odvetou.

Vučić ještě před ohlášením výsledků voleb uznal porážku své strany

Dlouholetý hegemon srbské politiky Aleksandar Vučić uznal porážku své strany v dnešních předčasných parlamentních volbách, informují agentury. Vyhrála podle něj opoziční Studentská kandidátka. Agentura APA píše, že Vučić vystoupil nečekaně ještě před oznámením výsledků voleb.

Zvrat ve válce na Ukrajině? Zelenskyj oznámil jednání s Moskvou a Washingtonem

Válka na Ukrajině by se mohla dočkat dalšího diplomatického zvratu. Prezident Volodymyr Zelenskyj oznámil, že v listopadu proběhnou třístranná jednání mezi Kyjevem, Moskvou a Washingtonem. Ruský prezident Vladimir Putin s jejich obnovením předběžně souhlasil. Ukrajina však odmítá jakékoliv ústupky, které by ohrozily její bezpečnost.

Lula byl podle předběžných výsledků počtvrté zvolen brazilským prezidentem

Brazilským prezidentem byl podle předběžných výsledků počtvrté zvolen stávající levicový šéf státu Luiz Inácio Lula da Silva. Lula v rozhodujícím nedělním druhém kole prezidentských voleb porazil pravicového senátora Flávia Bolsonara, uvedly tiskové agentury s odvoláním na oznámení Nejvyššího volebního soudu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama