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

Novým německým ministrem dopravy bude poslanec Bilger

Novým německým ministrem dopravy bude poslanec Křesťanskodemokratické unie (CDU) Steffen Bilger. Oznámil to mluvčí německé vlády Stefan Kornelius. Kancléř Friedrich Merz minulý týden představil změny na některých ministerských postech, očekávané odvolání dosavadního ministra dopravy Patricka Schniedera ale neoznámil. Schnieder nakonec v neděli Merze sám požádal, aby jej z funkce odvolal. Dnes by měl kancléř představit změny i ve vedení své konzervativní strany.

Trump nečekaně pozastavil útoky na Írán. Dal šanci diplomacii

Americký prezident Donald Trump pozastavil americké útoky na Írán, aby vytvořil prostor pro diplomacii. Podle amerického velvyslance při OSN Mikea Waltze chce Bílý dům zjistit, zda mohou intenzivní jednání přinést průlom, aniž by bylo nutné konflikt znovu vyostřit. Teherán mezitím oznámil, že přerušil odvetné útoky v regionu.

Při střelbě v americkém městě Seattle zemřeli tři lidé

Při střelbě v americkém městě Seattle zemřeli tři lidé. Další čtyři osoby, včetně dvouletého dítěte, utrpěly zranění. Policie zadržela možného střelce a pátrá po dalším, ale motiv zatím nezná, informovala americká média. Zástupce šéfa místní policie uvedl, že šlo zřejmě o přestřelku mezi dvěma lidmi a veřejnosti již žádné nebezpečí nehrozí.

Policie zastřelila podezřelého z útoku na pochod hrdosti v Berlíně

Německá policie zastřelila jednadvacetiletého muže podezřelého z útoku poblíž berlínských oslav pochodu hrdosti. Útočník podle vyšetřovatelů najel dodávkou do lidí v parku Tiergarten, jednu ženu zabil a desítky dalších zranil. Úřady případ vyšetřují jako pravděpodobný teroristický čin.

Izraelští osadníci zapálili dvě mešity na Západním břehu

Izraelští osadníci zaútočili na několik palestinských obcí na okupovaném Západním břehu. Zapálili dvě mešity, poškodili auta a zemědělskou půdu a na budovách zanechali nenávistné nápisy. Násilí přišlo dva dny po střetu u vesnice Tal, při kterém zemřeli čtyři Palestinci a dva Izraelci.

Otočka Trumpovy influencerky o 180 stupňů. Laura Loomer přiznala, že byla „oklamaná“ ruskou propagandou

Jedna z nejvýraznějších představitelek americké krajní pravice Laura Loomer překvapila zásadní změnou postoje k válce na Ukrajině. Dlouholetá podporovatelka prezidenta Donalda Trumpa po návštěvě Kyjeva veřejně přiznala, že v minulosti uvěřila ruské propagandě a šířila nepravdivé informace o Ukrajině.

Firemních bankrotů v Česku přibylo. Je jich nejvíce od roku 2017

České soudy během prvního pololetí letošního roku vyhlásily 418 bankrotů obchodních společností. Jejich počet meziročně vzrostl o devět procent a dostal se nejvýše od roku 2017. Ještě rychleji přibývaly insolvenční návrhy.

Rusko zaútočilo na Charkov, Kyjev i Kryvyj Rih. Zemřela jedna žena

Při ruském útoku na východoukrajinský Charkov zahynula 40letá žena a nejméně deset dalších lidí utrpělo zranění. Mezi zraněnými jsou také desetiletý chlapec a sedmnáctiletá dívka. Informoval o tom náčelník správy Charkovské oblasti Oleh Syněhubov. Ruské ministerstvo obrany mezitím oznámilo dobytí další vesnice na východě Ukrajiny.

Oteplování a pesticidy společně mění fungování sladkovodních ekosystémů

Sladkovodní ekosystémy čelí současně rostoucím teplotám i chemickému znečištění. Nový experiment ukazuje, že právě kombinace těchto dvou vlivů může výrazně proměnit potravní vztahy mezi vodními organismy, zpomalit rozklad organické hmoty a narušit koloběh živin. Zároveň se ukázalo, že dopady nejsou stejné po celý rok, ale výrazně se liší mezi zimou a létem.

Nejsilnější letošní tajfun zasáhl Čínu, zrušeny byly stovky letů

Tajfun Noul přinesl na jih Číny vydatné deště a silný vítr, zasáhl také Hongkong. V provincii Kuang-tung úřady evakuovaly více než 801 000 lidí a zrušeny byly stovky letů. Noul mezitím zeslábl na tropickou bouři, informovala dnes agentura AP. Podle čínské státní agentury Nová Čína jde o nejsilnější tajfun, který letos zasáhl čínskou pevninu.

Po útoku na pochod hrdosti v Berlíně policie pátrá po 21letém podezřelém

Německá policie pátrá po 21letém muži, kterého podezřívá ze sobotního útoku na akci na podporu práv komunity LGBT+ v Berlíně. Podle mluvčího hasičů při útoku zahynula jedna žena, 16 dalších lidí utrpělo zranění, z toho tři jsou v ohrožení života. Podezřelý Abdul B. má podle policie vazby na islamistickou scénu, motiv činu je ale nejasný. Policisté incident vyšetřují jako úmyslný útok. Nevylučují, že měl Abdul B. komplice.

Při ruských útocích na Ukrajinu zemřelo nejméně patnáct lidí. Rusové útočili i na výstavu dronů

Nejméně 15 lidí zahynulo při pátečních ruských útocích na Ukrajinu. Nejtragičtější bilanci měl úder balistickými raketami na výstavu dronových technologií nedaleko Kyjeva, při němž zemřelo deset lidí a přibližně stovka dalších utrpěla zranění. O útocích informoval ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj.

Šéf OSN navštívil poprvé po 17 letech Sýrii

Generální tajemník OSN António Guterres přijel do Damašku na první návštěvu úřadujícího šéfa světové organizace od roku 2009. Se syrským vedením jedná hlavně o obnově země, návratu vysídlených lidí a posílení mezinárodní podpory. Návštěva zároveň potvrzuje postupný návrat Sýrie na diplomatickou scénu.

Francie nařídila evakuaci dalších sedmi obcí u Bordeaux kvůli požárům

Francouzské úřady v noci na dnešek nařídily preventivní evakuaci sedmi obcí v okolí Bordeaux kvůli rozsáhlým lesním požárům, které se k oblasti blíží. V těchto obcích žije přes 170.000 lidí, ale dvou z nich se evakuace týká jen částečně. Již k pátečnímu večeru se přitom podle úřadů v jihozápadní Francii muselo evakuovat 141.000 lidí. Dalších 60.000 lidí muselo kvůli požárům opustit domovy ve středním Španělsku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama