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

Zelenskyj: Rusko chce Ukrajinu uvrhnout do blackoutu, podpora USA je klíčová

Rusko se snaží odříznout Ukrajinu od elektřiny a uvrhnout Kyjev do úplného blackoutu, prohlásil ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Po dalším rozsáhlém útoku vyzval americký Kongres, aby zachoval podporu napadené země jako jednu z priorit americké politiky.

Americké úřady ustoupily od zpřísnění pravidel pro kryptoměny

Americké úřady stáhly návrh, který měl výrazně zpřísnit evidenci některých finančních převodů, včetně transakcí s kryptoměnami. Finanční instituce by podle něj musely shromažďovat údaje o vybraných přeshraničních platbách už od 250 dolarů místo současných 3 000 dolarů. Regulátoři nakonec od plánované změny ustoupili kvůli obavám z vysoké administrativní zátěže a proměnám kryptoměnového trhu.

Novozélandské volby zůstávají těsné, pravicová koalice má zatím většinu

Novozélandské parlamentní volby zůstávají mimořádně vyrovnané. Po sečtení více než čtyř pětin hlasů vede vládní Národní strana jen o necelého půl procentního bodu před opozičními labouristy. Dosavadní vládní koalice by však podle průběžného rozdělení mandátů získala většinu.

Americký trh práce překonal očekávání a posílil vyhlídky na růst sazeb

Americký trh práce v říjnu výrazně překonal očekávání ekonomů. Zaměstnavatelé vytvořili 165 tisíc nových pracovních míst a míra nezaměstnanosti klesla na 4,1 procenta. Překvapivě dobré výsledky posílily očekávání, že americká centrální banka (Fed) v prosinci znovu zvýší úrokové sazby, aby omezila přetrvávající inflaci.

Ruský útok na Kyjev a okolí zabil jednoho člověka, dalších osm zranil

Noční ruský útok na Kyjev a jeho okolí si vyžádal život jednoho člověka a dalších osm lidí včetně dítěte zranil. Balistické střely poškodily obytné budovy, energetická zařízení i důležitý most přes Dněpr.

Včerejší útok na tržiště v Jemenu si vyžádal nejméně 30 mrtvých, tvrdí Húsíové

Letecké údery včera zasáhly tržiště na jihozápadě Jemenu v provincii Taíz a zabily nejméně 30 lidí, uvedl mluvčí ministerstva zdravotnictví ovládaného povstalci z řad Húsíů. Ministerstvo z útoků obvinilo Rijád, ale ten se k věci zatím nevyjádřil. Podle agentury AP by to mohl být jeden z nejkrvavějších útoků od obnovení bojů mezi jemenskými rebely a vládními silami podporovanými Saúdskou Arábií.

Keira Knightley se vrací jako špionka. Druhá řada Black Doves už je na Netflixu

Britský špionážní thriller Black Doves se po téměř dvou letech dočkal pokračování. Keira Knightley se znovu představuje jako manželka vysoce postaveného politika, která tajně pracuje pro špionážní organizaci. Druhá řada dorazila na Netflix 5. listopadu a přináší šest nových epizod, nebezpečné protivníky i známé herecké tváře.

Řidič autobusu, při jehož nehodě ve Francii zemřeli dva lidé, mohl usnout za volantem

Tragická nehoda autobusu na východě Francie má první možné vysvětlení. Šestadvacetiletý řidič vyšetřovatelům řekl, že mohl za volantem usnout. Páteční havárie si vyžádala životy sedmileté dívky a osmnáctiletého mladíka. Dalších 29 lidí utrpělo zranění, čtyři z nich vážná.

Na letišti v Limě objevili v kufrech Evropanů letících do Německa 3000 tarantulí

Celníci na letišti v peruánské metropoli Limě zajistili více než 3000 tarantulí, které byly převáženy do Německa. Dnes to napsal web The Guardian s odvoláním na peruánské úřady, podle nichž mohli členovci v evropské zemi vynést přibližně 1,5 milionu eur (přes 36,3 milionu Kč).

Netanjahuův úřad potvrdil konec pomoci od USA, vztahy zůstávají podle něj silné

Úřad izraelského premiéra Benjamina Netanjahua se dnes poprvé vyjádřil k ukončení americké bezpečnostní pomoci, které oznámil tento týden americký prezident Donald Trump. Píší to izraelská média. Zastavení bezpečnostního financování úřad označil za posun od pomoci k partnerství. Podle něj jsou vztahy s Washingtonem silné.

Český průmysl výrazně zrychlil. Výroba rostla nejrychleji za čtyři roky

Českému průmyslu se v září dařilo výrazně lépe, než ekonomové očekávali. Průmyslová výroba meziročně vzrostla o 6,2 procenta, což představuje nejrychlejší tempo za poslední čtyři roky. Růst táhly především automobilky a výroba elektřiny. Výrazně přibylo také nových zakázek, zatímco počet zaměstnanců v průmyslu nadále klesal.

Při nehodě autobusu ve Francii zemřeli dva lidé, dítě a teenager

Při páteční nehodě autobusu ve východní Francii zahynulo dítě a osmnáctiletý mladík. Další tři lidé jsou v kritickém stavu a 13 osob utrpělo lehčí zranění. Autobus převážel 43 cestujících, včetně 15 dětí. Příčina nehody zatím není známá.

Letecká doprava v Evropě se potýká s dalšími bombovými hrozbami

V evropské letecké dopravě dnes pokračuje série bombových poplachů z předchozích dnů. Terčem takové hrozby se stal například let společnosti Ryanair, který měl ráno odletět z Lisabonu do Říma, informovala agentura AFP, podle níž policie uvedla, že šlo o planý poplach. Hlášena byla také čtyři varování před bombami na palubě letadel letících nad francouzským územím. Dánská policie dnes oznámila, že vyšetřuje hrozby namířené proti leteckému provozu na kodaňském letišti, ale podle prvotních zjištění cestujícím nehrozilo žádné nebezpečí, píše agentura Reuters. V Maďarsku dokonce dotyčné letouny doprovázely vojenská letadla. Zatím se všechny předchozí i dnešní poplachy ukázaly jako plané. Podle mluvčí Letiště Praha se dnes hrozby týkaly také devíti letů mířících do Prahy nebo odlétajících z české metropole.

Stranger Things dostane další pokračování. Netflix ukázal první upoutávku

Svět oblíbeného sci-fi seriálu Stranger Things se rozšíří o další příběh. Novinka s názvem Other Worlds: A Stranger Things Adventure zavede diváky do roku 1955, tedy několik desetiletí před událostmi původního seriálu. Tvůrci slibují nové hrdiny, protivníky i záhady, které se začnou odhalovat v roce 2028.

Kořeny arktických rostlin mohou ovlivnit další vývoj klimatu

Kořeny rostlin v arktické tundře mohou mít zásadní vliv na množství skleníkových plynů v atmosféře. S oteplováním a táním trvale zmrzlé půdy se mění jejich růst i působení na půdní mikroorganismy. Nové poznatky ukazují, že právě procesy pod zemským povrchem mohou rozhodovat o tom, kolik uhlíku zůstane uloženého v půdě a kolik se ho uvolní do ovzduší.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama