1.9 C
Czech
Pondělí 22. prosince 2025
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

Dom Taylor po vyřazení z MS mluví o duševním zdraví a závislostech

Dom Taylor znovu narazil na dopingovou kontrolu a tentokrát to odnesl přímo na mistrovství světa v Londýně. Po výhře v prvním kole přišel pozitivní výsledek a místo dalšího zápasu řeší disciplinární řízení. Na sociálních sítích pak vysvětloval, proč se vrátil k návykovým látkám.

Švýcarský soud přijal klimatickou žalobu Indonésanů proti cementárně Holcim

V debatě o klimatu se stále častěji neřeší jen státy, ale i konkrétní firmy. K velkým ropným společnostem se nově přidává i cementářský průmysl, který patří mezi výrazné zdroje emisí. Právě na jednu z největších cementáren na světě teď míří klimatická žaloba.

Střelci z Bondi Beach pečlivě plánovali vražedný útok celé měsíce, uvádí soudní dokumenty

Vražedný útok na židovskou komunitu na Bondi Beach v Sydney byl podle nově zveřejněných soudních dokumentů výsledkem pečlivého, několikaměsíčního plánování. Dva podezřelí střelci podle nich dlouho předem trénovali střelbu, připravovali výbušniny a také dva dny před činem provedli průzkum místa.

Zahraniční dluh Česka vzrostl na 5,55 bilionu korun

Zahraniční dluh Česka ve třetím čtvrtletí vzrostl na 5,551 bilionu korun. Odpovídá to 66 Zahraniční dluh Česka ve třetím čtvrtletí vzrostl na 5,55 bilionu korun. Odpovídá to 66 procentům hrubého domácího produktu. Podle předběžných dat České národní banky se dluh proti předchozímu čtvrtletí zvedl o 193,8 miliardy korun.

Zemřel James Ransone, představitel Ziggyho z The Wire

Herec James Ransone, známý jako Ziggy Sobotka ze seriálu The Wire, u nás vysílaného jako Špína Baltimoru, a z hororu It Chapter Two, zemřel ve věku 46 let. Zpráva o jeho smrti zasáhla kolegy, fanoušky i filmový svět, který si ho bude spojovat s komplikovanými a zranitelnými postavami.

Patnáct lidí zemřelo při nehodách, kdy se dveře Tesly neotevřely

Tesla už roky dostává stížnosti na dveře, které se po nehodě zaseknou a nejdou otevřít. Lidé to řeší u amerických úřadů, na sociálních sítích i u soudu. V některých případech pak nejde o nepohodlí, ale o boj o čas.

Rusko je ochotno právně zakotvit, že nezaútočí na zemi EU ani NATO, řekl Rjabkov

Rusko je připraveno v právně závazném dokumentu potvrdit, že nemá v úmyslu zaútočit na žádnou členskou zemi Evropské unie ani Severoatlantické aliance. Podle ruské státní agentury RIA to dnes uvedl náměstek ruského ministra zahraničí Sergej Rjabkov. Mnozí západní představitelé, včetně řady evropských vlád i šéfa NATO, v poslední době upozorňují na rostoucí militarizaci Ruska a varují, že se Evropa musí připravit na možnost přímého střetu s Moskvou.

Japonsko chystá restart největší jaderné elektrárny na světě

Japonsko udělalo další velký krok k restartu největší jaderné elektrárny na světě. Regionální parlament v prefektuře Niigata podpořil guvernéra Hideyo Hanazumi, který restart dlouhodobě hájí. Elektrárna Kashiwazaki Kariwa má po patnácti letech od havárie ve Fukušimě znovu vyrábět elektřinu už v roce 2026.

Jihokorejský prezident chce hrazenou léčbu plešatosti ze zdravotního pojištění

Jihokorejský prezident I Če-mjong nařídil své vládě, aby zvážila rozšíření veřejného zdravotního pojištění o léčbu vypadávání vlasů, s argumentem, že plešatost se pro mladé lidi stala spíše "otázkou přežití" než kosmetickým problémem. Informoval o tom zpravodajský server The Guardian.

Trump jmenoval zvláštního vyslance pro Grónsko, bude jím guvernér Louisiany

Americký prezident Donald Trump jmenoval zvláštního vyslance pro Grónsko, jímž bude guvernér Louisiany Jeff Landry. Trump to v neděli večer uvedl na své síti Truth Social. Landry na sociálních sítích uvedl, že jeho cílem v nové funkci bude připojení Grónska k Americe. Trump dal letos opakovaně najevo, že by Spojené státy měly ostrov, který je poloautonomním územím Dánska, získat. Dánsko v reakci upozornilo, že celý svět by měl respektovat celistvost tohoto království.

Při výbuchu nálože v Moskvě zahynul ruský generál

Při výbuchu nálože nastražené v autě dnes v Moskvě zahynul ruský generál Fanil Sarvarov, který byl náčelníkem generálního štábu oddělení operačního výcviku ruských ozbrojených sil.

Ukrajinské drony zasáhly dvě ruská plavidla a poškodily přístav

Ukrajinský dronový útok v noci na dnešek poškodil dvě plavidla a dvě kotviště v přístavu v ruském Krasnodarském kraji. Uvedl to tamní krizový štáb, podle kterého v přístavu vypuklo několik požárů, které se snaží zlikvidovat hasiči. Ruské ministerstvo obrany mezitím oznámilo, že protivzdušná obrana v noci zachytila a zničila 41 ukrajinských bezpilotních strojů. Ukrajinské letectvo dosud bilanci nočních ruských útoků nezveřejnilo, informovalo ale o dronech mimo jiné v Oděské, Žytomyrské, Kyjevské či Doněcké oblasti.

KOMENTÁŘ: Santa Claus rally na obzoru. Proč trhy o Vánocích často rostou?

V rytmu vánočního rozjímání by možná člověk na akciových trzích s koncem roku očekával klid a pohodu. Jenže tomu bývá přesně naopak. Historicky trhy mezi svátky rostou, pro což se vžil termín Santa Claus rally. Co za tímto fenoménem stojí?

Sean Ono Lennon se stará o odkaz Johna Lennona a Yoko Ono

Sean Ono Lennon, syn Johna Lennona a Yoko Ono, dnes vedle vlastní hudby pečuje i o rodinný odkaz. S tím, jak jeho matka kvůli věku zpomalila a stáhla se do ústraní, cítí tlak, aby mladší generace nezapomněla na The Beatles ani jeho rodiče.

Spojené státy u pobřeží Venezuely zasahují proti dalšímu tankeru

Spojené státy dnes v mezinárodních vodách u pobřeží Venezuely zasahují proti dalšímu tankeru, píší agentury Bloomberg a Reuters. V sobotu se americké ozbrojené síly jednoho tankeru zmocnily, což venezuelská vláda odsoudila jako únos a pirátství.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama