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

U Libye se převrátila loď s migranty, nejméně 50 lidí se pohřešuje

Dřevěná loď s přibližně 60 migranty se převrátila ve Středozemním moři u východního pobřeží Libye. Deset lidí se podařilo zachránit, nejméně 50 dalších včetně žen a dětí se pohřešuje.

Čína už dva roky zadržuje amerického seismologa a odborníka na jaderný program. Viní ho ze špionáže

Americký seismolog čínského původu Chen Youlin je už téměř dva roky zadržován v Číně, kde čelí obvinění ze špionáže. Jeho rodina nyní případ zveřejnila s tím, že nevidí žádné náznaky, že by se Peking chystal vědce propustit.

Kritická situace v jezeru Powell. Hladina nebezpečně klesá

Hladina jezera Powell, nádrže na řece Colorado v Utahu a Arizoně, v pondělí dosahovala 1 074 metrů nad mořem. Pokud hladina klesne ještě o několik metrů, mohou přestat fungovat vodní turbíny a nebude možná výroba elektřiny. V nejčernějším scénáři se voda nedostane přes přehradu k milionům lidí ve třech amerických státech.

Merz je přesvědčený, že zabrání AfD, aby po zemských volbách na východě vládla

Německý kancléř Friedrich Merz je přesvědčený, že se podaří zabránit tomu, aby po podzimních volbách vládla v některé ze spolkových zemí strana Alternativa pro Německo (AfD). Řekl to dnes na tradiční letní tiskové konferenci. V září se uskuteční volby v Sasku-Anhaltsku, Meklenbursku-Předním Pomořansku a v Berlíně. V prvních dvou zemích má podle průzkumů šanci vyhrát AfD, kterou loni civilní tajná služba označila za prokazatelně pravicově extremistickou.

KOMENTÁŘ: Alternativní investice za 50 milionů dolarů. Prodal se nejdražší dinosaurus

Aukční síň Sotheby’s vydražila kostru tyrannosaura rexe. Nejpopulárnější masožravec druhohor vyšel na 50,1 milionu dolarů (přes miliardu korun) a stal se tak nejdražším dinosaurem, který byl kdy prodán. Což dokazuje nejen zájem o plazy, ale především o bohatý svět alternativních investic.

Kreml podle Litvy a Lotyšska plánuje útoky v Pobaltí či Polsku, Kreml to popřel

Rusko plánuje útoky na infrastrukturu v Pobaltí nebo v Polsku, uvedl dnes litevský prezident Gitanas Nausėda. Podle Nausėdy vycházejí tyto informace z údajů zpravodajských služeb. Prezident tím potvrdil zprávy, podle nichž mají útoky Moskvy otestovat jednotu zemí NATO, napsala litevská stanice LRT. Útoky by mohly být provedeny konvenčními i jinými prostředky, dodal prezident. Jeho slova potvrdil také jeho lotyšský protějšek Edgars Rinkévičs. Mluvčí Kremlu Dmitrij Peskov to naopak odmítl s tím, že jde o záminku pro militarizaci namířenou proti Rusku, uvedla agentura Reuters.

Lesy mohou kvůli oteplování ukládat výrazně méně uhlíku

Schopnost lesů pohlcovat oxid uhličitý může být v příštích desetiletích výrazně nižší, než předpokládají současné klimatické modely. Nový výzkum naznačuje, že vyšší teploty a sušší vzduch zpomalují růst stromů, i když nadále probíhá fotosyntéza. To může snížit množství uhlíku, které lesy dlouhodobě ukládají.

Změna pohlaví před nástupem do vězení. Česko vydalo Německu extremistku Liebich

Česká policie dnes převezla zadrženou německou pravicovou extremistku Marlu Svenju Liebich do Německa, kde má nastoupit do vězení. Z litoměřické vazební věznice ji eskorta odvezla ráno, před 10:00 překročila česko-německou hranici, uvedli policisté na síti X. Následně ji pak podle německých médií předala na hranici německým kolegům.

Španělsko porazilo Francii a zahraje si finále mistrovství světa

Španělsko zvládlo semifinále mistrovství světa proti Francii a po výhře 2:0 si zajistilo druhou finálovou účast ve své historii. O postupu rozhodla proměněná penalta Mikela Oyarzabala a druhý gól Pedra Porra po změně stran. Francouzský tým sice vstoupil do utkání aktivně, postupně ale ztratil tempo i prostor k vytváření šancí.

Ceny ropy se drží kolem 80 dolarů za barel, mohou se přitom vrátit ke 100 dolarům

Ceny ropy ve středu opět vzrostly po amerických útocích na cíle spojené s Íránem a obnovení námořní blokády íránských přístavů. Pokračující válka představuje riziko pro USA, jejichž nouzové zásoby ropy jsou na nejnižší úrovni od 80. let. Konflikt se přitom vrátil na eskalační trajektorii, což navíc může vést k opětovnému růstu cen ropy až k hranici 100 dolarů za barel, obávají se odborníci.

Počet obětí požáru v bangkockém baru Rong Beer vzrostl na 32 mrtvých

Počet obětí nedělního požáru v baru Rong Beer Na Ladprao v thajském Bangkoku vzrostl na 32 poté, co v nemocnici zemřeli další dva zranění. Informovala o tom agentura AP. Zranění utrpělo více než 70 lidí a 24 z nich zůstává v kritickém stavu.

Ukrajina hlásí mrtvé a zraněné po ruských útocích

Ruský útok na ukrajinské město Oděsa si vyžádal tři mrtvé, uvedl ráno šéf oblastní vojenské správy Oleh Kiper. Po jednom mrtvém oznámily ukrajinské úřady z Černihivské oblasti a Chersonu. Podle letectva zaútočilo Rusko v noci na dnešek dvěma střelami a 122 drony.

Trump pohrozil Íránu zničením elektráren a mostů

Usedněte k jednacímu stolu, jinak zničíme vaše elektrárny a mosty, vzkázal do Teheránu americký prezident Donald Trump. Podobnou výhružkou šéf Bílého domu pobouřil svět již v dubnu. Údery na civilní objekty jsou totiž klasifikovány jako válečný zločin. Prodloužení války představuje riziko kvůli téměř vyčerpaným zásobám ropy.

Gibraltar a Španělsko po letech zjednodušily překračování hranice

Lidé mohou od středy volně přecházet mezi Španělskem a britským Gibraltarem bez běžných kontrol na pozemní hranici. Po letech vyjednávání začala předběžně platit dohoda mezi Evropskou unií a Británií, která řeší jednu z posledních otevřených otázek po brexitu.

Mandát zesnulého senátora Lindseyho Grahama dočasně převezme jeho mladší sestra Darline

Po smrti amerického republikánského senátora Lindseyho Grahama bude jeho místo v Senátu Spojených států dočasně zastávat jeho mladší sestra Darline Graham Nordone. Do funkce ji v pondělí jmenoval guvernér Jižní Karolíny Henry McMaster.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama