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

Hasiči druhým dnem zasahují proti agresivnímu požáru u Korintského zálivu

Hasiči druhým dnem zasahují proti rychle se šířícímu požáru u Korintského zálivu v letovisku Porto Germeno. Píší to dnes řecká média. Z oblasti bylo v noci několik lidí evakuováno za použití lodě. Situaci na místě komplikuje silný vítr, který pomáhá šíření ohně a ztěžuje zásahy ze vzduchu. Lesním požárům Řecko čelí i na dalších místech, například na Krétě.

Španělsko začalo s umisťováním bariéry proti migrantům na moři u Ceuty

U španělského města Ceuta, které je na severu Afriky, dnes ráno začala instalace bariéry proti migrantům na moři. Podle médií o tom informovalo ministerstvo vnitra. Právě přes moře se dostalo do Ceuty mnoho lidí při čtvrtečním živelném přechodu hranice. Situace ve městě je dnes ráno klidná.

Kontrolované vypalování pomáhá chránit obří sekvoje před požáry

Obří sekvoje přežívají v kalifornských horách tisíce let a po většinu své historie jim pravidelný oheň prospíval. Nový výzkum ukazuje, že pečlivě řízené vypalování lesa výrazně zvyšuje jejich šanci přežít i dnešní mimořádně ničivé požáry. V oblastech, kde se kontrolované požáry uskutečnily během posledních deseti let, měly stromy téměř čtyřikrát vyšší pravděpodobnost přežití.

Na Kubě se kvůli sankcím USA zavřely tři čtvrtiny hotelů

Téměř tři čtvrtiny hotelů na Kubě se už musely uzavřít kvůli americkým sankcím a ropnému embargu, které letos výrazně zhoršilo ekonomickou krizi, s níž se tento desetimilionový karibský ostrov potýká už řadu let. O uzavření hotelů informovala podle agentury AFP tento týden kubánská vláda.

Britská služba informuje o útocích na dvě lodě u Hormuzského průlivu

Britská námořní služba (UKMTO) dnes ráno informovala o útocích na dvě lodě u ománských břehů v oblasti Hormuzského průlivu. Jedna loď byla podle informací UKMTO zasažena projektilem, což poškodilo její strojovnu. Loď tak nemá kontrolu nad směrem své plavby. Další loď zaznamenala ve své blízkosti velký výbuch, nebyla ale zasažena. Oba incidenty prošetřují úřady.

Ruský útok na Kyjev zabil nejméně devět lidí a 28 dalších zranil

Ruský útok balistickými střelami na Kyjev v noci na dnešek zabil nejméně devět lidí. Počet zraněných se zvýšil na 28 z původně hlášených 23, oznámily podle agentury AFP ukrajinské záchranné složky. V ukrajinské metropoli byly slyšet silné exploze. Rusko v posledních týdnech zesílilo útoky balistickými raketami, proti nimž jsou účinné pouze některé systémy protivzdušné obrany, včetně amerických systémů Patriot, kterých se Ukrajině podle Kyjeva nedostává.

Nový Spider-Man překonal rekord Avengers ještě před prvním víkendem

Nový film s Tomem Hollandem se zapsal do historie ještě před skončením prvního víkendu v kinech. V severoamerických předpremiérách utržil 72 milionů dolarů a překonal dosavadní rekord snímku Avengers: Endgame.

Inflace v eurozóně znovu zrychlila. Energie zdražily o deset procent

Inflace v eurozóně se v červenci zvýšila na 2,9 procenta a už pátý měsíc překračuje dvouprocentní cíl Evropské centrální banky. Za zrychlením stojí především energie, jejichž ceny meziročně vzrostly o deset procent. Nová čísla mohou posílit tlak na další zvýšení úrokových sazeb.

Bio vejce mohou mít vyšší klimatickou stopu než vejce z klecových chovů

Ekologická vejce z volného chovu mohou mít podle nové studie až dvojnásobný dopad na klima než vejce od slepic chovaných v klecích. Výzkumníci však zároveň upozorňují, že výsledky nezachycují všechny dopady na životní prostředí ani novější vývoj v produkci vajec.

Denia začíná u reprezentace a chystá výrazné změny

Nový trenér české fotbalové reprezentace Santi Denia se oficiálně ujal funkce a hned při svém představení naznačil, jakým směrem chce národní tým vést. Španělský kouč plánuje obnovu kádru, chce poznat české prostředí a co nejrychleji se pustit do práce. Součástí jeho plánů je také snaha přesvědčit Patrika Schicka k návratu do reprezentace.

V Alžírsku se zřítil do rokle autobus, nejméně 25 lidí zahynulo a 44 je zraněno

Nejméně 25 lidí zahynulo, když se dnes v Alžírsku zřítil do rokle autobus. Dalších 44 osob je zraněných, oznámily místní úřady, které dříve informovaly o 20 mrtvých a 38 zraněných. I po zveřejnění nového počtu mrtvých úřady varují, že nemusí jít o konečnou bilanci. Nehoda se stala ráno v oblasti Búmirdís asi 50 kilometrů od hlavního města Alžíru, uvedla agentura AFP.

Babiš má situaci v Ceutě za skandál španělské vlády, žádá uzavření Schengenu

Schengenský prostor je podle premiéra Andreje Babiše (ANO) pro Španělsko třeba okamžitě uzavřít. Situaci po proniknutí desítek tisíc migrantů do španělského města Ceuty na severu Afriky považuje za skandál způsobený španělskou vládou. Řekl to ve vyjádření pro novináře, které ČTK poskytl mluvčí vlády Martin Vodička. Ministr zahraničí Petr Macinka (Motoristé) dnes na tiskové konferenci k budoucnosti zahraničních center řekl, že má situaci za velmi složitou pro celý schengenský prostor. Ten umožňuje volný pohyb osob mezi evropskými státy bez provádění stálých hraničních kontrol na vnitřních hranicích.

Na řadě měřicích stanic v Německu padly ve čtvrtek teplotní rekordy

Na řadě německých měřicích stanic padly ve čtvrtek teplotní rekordy. Meteorologové na mnoha místech na jihu a ve střední části země naměřili přes 40 stupňů Celsia. Celoněmecký teplotní rekord zaznamenaný na konci června ale pokořen nebyl, informovala agentura DPA. Dnes se v celém Německu ochladí.

Ceny ropy klesají. Obavy z omezení dodávek ropy v Hormuzském průlivu zatím polevily

Ceny ropy v pátek pokračovaly v poklesu poté, co se začala obnovovat lodní doprava v Hormuzském průlivu. Trhy tak částečně zmírnily obavy z výpadků dodávek, které v předchozích dnech podpořily prudký růst cen po obnovení bojů mezi Spojenými státy a Íránem.

Počet migrantů z Maroka, kteří se dostali do španělské Ceuty, vzrostl podle úřadů na 49.000

Od čtvrtka přišlo do španělského města Ceuta na severu afrického kontinentu ze sousedního Maroka v nekontrolovaném proudu lidí na 49.000 migrantů. S odkazem na odhad španělského ministerstva vnitra to dnes uvedla agentura Reuters. Při snaze přeplavat námořní hranici se 19 migrantů utopilo. Chaotické snahy o překonání hranice mezi Marokem a španělskou exklávou pokračují i dnes, ačkoliv Maroko posílilo ostrahu části hranice. Někteří lidé však začali odcházet. Do Ceuty dnes míří premiér Pedro Sánchez.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama