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

Kyjev po masivním ruském útoku dronů a střel hlásí mrtvého a 29 zraněných

Ukrajinské hlavní město Kyjev čelilo masivnímu nočnímu útoku ruských střel a dronů, který si vyžádal nejméně jednoho mrtvého a 29 zraněných. Informovali o tom dnes ráno místní představitelé, podle kterých bylo zasaženo několik budov včetně obytných domů. Ukrajinské letectvo oznámilo, že útoky cílily i na další regiony země napadené Ruskem, včetně Charkovské, Sumské, Černihivské nebo Oděské oblasti.

Velkolepé uvítání a varování. Trump jednal se Si Ťin-pchingem

Americký prezident Donald Trump se při své návštěvě Číny po letech setkal se svým čínským protějškem Si Ťin-pchingem. Setkání se neslo v pozitivním duchu, zdrojem napětí však byla otázka Tchaj-wanu. Obě hlavy státu hovořily o důležitosti spolupráce, Si nicméně Trumpa varoval před vměšováním do vnitřních záležitostí Číny.

Dva roky vězení za smrt Matthewa Perryho. Odsouzen byl poradce pro drogovou závislost

Jeden z mužů zapojených do případu smrti herce Matthewa Perryho půjde na dva roky do vězení. Erik Fleming podle amerických médií pomáhal shánět ketamin, který hvězdu seriálu Přátelé zabil. Soud ho zároveň poslal na tři roky pod dohled úřadů po propuštění.

El Niño se vrací a může přinést další mimořádně horký rok

Svět se po konci La Niñy znovu přibližuje klimatickému jevu El Niño. Naznačují to rekordně teplé oceány i data z letošního března, který patřil k nejteplejším v historii měření. Klimatická centra očekávají, že se El Niño rozvine během léta a vydrží minimálně do konce roku.

Paris Jackson uspěla ve sporu se správci pozůstalosti Michaela Jacksona

Paris Jackson, dcera Michaela Jacksona, uspěla v dalším soudním sporu týkajícím se správy otcovy pozůstalosti. Soud rozhodl, že 625 tisíc dolarů vyplacených externím právním firmám se musí vrátit zpět do majetku zesnulého zpěváka.

Rostoucí ceny plynu nutí rodiny v Asii vařit na dřevě

Rostoucí ceny plynu na vaření začínají v části Asie ohrožovat zdraví lidí i snahy o čistší domácí energie. Kvůli krizi kolem Íránu se palivo pro mnoho rodin stává příliš drahé a domácnosti se vracejí k topení a vaření na dřevě.

KOMENTÁŘ: Trump letí do Číny hlavně dělat byznys. Akcionáře těchto firem to potěší

Otázky lidských práv? Válka na Ukrajině? Tchaj-wan? Ne. Americký prezident Donald Trump se při návštěvě Číny pravděpodobně vyhne většině citlivých témat. Žádná převratná politická dohoda se nečeká. Složení pasažérů Air Force One ukazuje, že půjde hlavně o byznys.

Britský premiér Starmer varuje před chaosem, pokud by byl sesazen

Britský premiér Keir Starmer, který čelí sílícímu tlaku členů vlády i poslanců své vládní Labouristické strany, dnes slíbil pokračovat s plánem reforem a varoval před chaosem, pokud by byl sesazen. Informovala o tom agentura Reuters. Starmer se dnes krátce sešel s ministrem zdravotnictví Wesem Streetingem, který je považován za možného premiérova konkurenta. Britská média včetně veřejnoprávní BBC si povšimla, že schůzka byla mimořádně krátká, trvala méně než 20 minut.

Moskva hlásí noční sestřelení 286 ukrajinských dronů, Kyjev 111 ruských strojů

Ruská protivzdušná obrana v noci zlikvidovala 286 ukrajinských dronů, oznámilo dnes na platformě Telegram ministerstvo obrany v Moskvě. Ukrajinské letectvo informovalo o zneškodnění 111 ruských bezpilotních letounů ze 139 strojů, které Rusko na Ukrajinu podle něj vyslalo v úterý večer a v noci na dnešek. Ruské regionální úřady přitom hlásí škody v podnicích v Krasnodarském kraji, Jaroslavské oblasti a v závodě na zpracování plynu v Astrachaňské oblasti.

Válka s Íránem už USA vyšla na 29 miliard dolarů

Válka s Íránem vyjde Spojené státy draho. Zatím stála USA 29 miliard dolarů (zhruba 600 miliard korun). Její konec je přitom v nedohlednu kvůli sporným otázkám ohledně íránského jaderného programu a Hormuzského průlivu. Ceny ropy tak pravděpodobně v nadcházejících týdnech setrvají nad 100 dolary za barel, predikuje Mezinárodní agentura pro energii (IEA).

Novým šéfem amerického imigračního úřadu ICE se stane Venturella

Novým úřadujícím ředitelem amerického Úřadu pro imigraci a cla (ICE) se stane jeho dlouholetý představitel David Venturella, který v minulosti pracoval pro soukromou vězeňskou společnost. Administrativa prezidenta Donalda Trumpa to oznámila v úterý. Rozhodnutí přichází v době, kdy se ministerstvo vnitřní bezpečnosti snaží utlumit intenzivní pozornost médií vyvolanou mimo jiné protiimigračními zásahy v Minneapolisu, kde imigrační agenti v lednu zastřelili dva Američany. Píše o tom deník The New York Times (NYT).

Trump zahájí třídenní návštěvu Číny, jednat bude o Íránu a obchodním příměří

Americký prezident Donald Trump přijede dnes večer do Číny, návštěva Pekingu potrvá tři dny. Očekává se, že šéf Bílého domu bude tlačit na čínského prezidenta Si Ťin-pchinga ohledně ukončení čínské podpory Íránu. Dále se předpokládá, že se Trump bude snažit o zmírnění obchodního napětí mezi oběma zeměmi. K Trumpovi se podle stanice BBC připojí také 17 šéfů významných amerických podniků. Půjde o první cestu hlavy Spojených států do Číny od roku 2017.

Jsme svobodní. Venezuela odmítá stát se 51. státem USA

Nemáme v plánu stát se 51. státem USA, uvedla úřadující venezuelská prezidentka Delcy Rodríguez poté, co její americký protějšek Donald Trump znovu naznačil, že by se jeho administrativa mohla pokusit jihoamerickou zemi anektovat.

Rubio doprovází Trumpa do Číny, i když je na jejím sankčním seznamu

Americký ministr zahraničí Marco Rubio doprovází prezidenta Donalda Trumpa na cestě do Pekingu navzdory tomu, že na něj Čína v minulosti uvalila sankce. Čínské úřady tento problém vyřešily změnou přepisu jeho jména, uvedla agentura AFP.

Saúdská Arábie tajně zaútočila na Írán

Saúdská Arábie podnikla během války na Blízkém východě několik neveřejných úderů na území Íránu. Šlo o odvetu za útoky, které zasáhly saúdské království. Rijád tím poprvé přímo vojensky zasáhl proti svému hlavnímu regionálnímu rivalovi na jeho vlastním území.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama