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

Jedenáctiletý hoch v Thajsku narazil v pickupu do skupiny buddhistických mnichů, devět jich zabil

Tragická dopravní nehoda v severovýchodním Thajsku si vyžádala životy devíti buddhistických mnichů. Další účastníci náboženského procesí utrpěli vážná zranění poté, co do skupiny narazil pickup, který podle policie řídil jedenáctiletý chlapec.

Madonna vydává pokračování slavného alba Confessions

Madonna vydává album Confessions II a znovu se vrací k energii klubů, tanečních beatů a nočního New Yorku. Novinka navazuje na její desku Confessions on a Dance Floor z roku 2005 a první ohlasy ji řadí mezi její nejsilnější alba za poslední dvě dekády.

Strany německé vlády se dohodly na velkém reformním balíku

Strany německé vlády se dohodly na velkém reformním balíku. Obsahuje změny v sociálním a zdravotním systému, důchodovou reformu či změny v dani z příjmu. Na tiskové konferenci to dnes oznámili předsedové vládních stran včetně kancléře Friedricha Merze. Cílem reforem je oživit německé hospodářství, které se v posledních letech potýká s problémy, a zvýšit tak i podporu současné vlády. Podle průzkumů by nyní volby vyhrála strana Alternativa pro Německo (AfD), kterou tajná služba loni označila za prokazatelně pravicově extremistickou.

OpenAI navrhuje americké vládě pětiprocentní podíl v AI firmách

Společnost OpenAI navrhla, aby měla americká vláda pětiprocentní podíl v předních technologických firmách vyvíjejících umělou inteligenci (AI). Start-up navíc navrhuje zřízení „fondu veřejného bohatství“, z něhož by mohla čerpat peníze veřejnost. OpenAI tím reaguje na rostoucí politický a regulační tlak ve Washingtonu. Ostatní hráči na trhu se k tomu zatím nevyjádřili.

Teherán se připravuje na pohřeb Chameneího, očekává se až 20 milionů lidí

Předseda íránského parlamentu Mohammad Bágher Ghálíbáf dnes vyzval k pomstě za zabití duchovního vůdce Alího Chameneího, který zemřel 28. února při izraelsko-amerických útocích na Teherán. "Pomsta" má ovšem podle něj mít formu hojné účasti na Chameneího pohřbu, který začíná v sobotu. Už v pátek mají do Teheránu přicestovat hosté ze zahraničí, včetně pákistánského premiéra Šahbáze Šarífa či ruského exprezidenta Dmitrije Medveděva, napsala dnes agentura AFP.

Bobři v Anglii během pěti let snížili riziko povodní

Pět let stačilo k tomu, aby návrat bobrů do severní Anglie výrazně proměnil krajinu. Zvířata vybudovala soustavu hrází a mokřadů, které zpomalují odtok vody, snižují riziko povodní a zároveň vytvářejí vhodné podmínky pro řadu dalších druhů rostlin i živočichů.

Požár krovu v nemocnici na severu Německa si vyžádal dva mrtvé

Požár krovu nemocnice v Ludwigslustu na severu Německa si dnes vyžádal dva mrtvé. Agentuře DPA to sdělila mluvčí okresu Ludwigslust-Parchim. Oběťmi jsou pacienti. Počet raněných však úřad oproti původním údajům výrazně snížil. Zatímco se ráno hovořilo až o 34 nikoli těžce raněných, nyní je hlášen jeden raněný, který utrpěl otravu kouřem.

Zásnuby na vrcholu Empire State Building skončily ve vazbě

Muž a žena ve středu nezdolali žádnou horu, ale newyorský Empire State Building. Oblečeni v černém a s maskami vylezli na anténu ve výšce 443 metrů a rozvinuli tam transparent o míru a lásce. Následně se dvojice zasnoubila. Její dobrodružství však skončilo ve vazbě. Doteď není jasné, jak se páru podařilo obejít ochranku a dostat se až na anténu.

Soud EU potvrdil Googlu rekordní pokutu 4,1 miliardy eur za zneužívání Androidu

Soudní dvůr Evropské unie dnes potvrdil rekordní pokutu 4,125 miliardy eur (100 miliard Kč) americké technologické firmě Google ze skupiny Alphabet. Pokutu firmě v roce 2018 vyměřila Evropská komise (EK) za to, že Google podle ní zneužívá operačního systému Android k potlačení konkurence na trhu vyhledávacích služeb.

Nastražili jí bombu pod auto. Na Maltě začal soud s podnikatelem obviněným z vraždy novinářky

Na Maltě začal dlouho očekávaný soud s bohatým podnikatelem. Yorgen Fenech je obviněn z toho, že objednal vraždu investigativní novinářky Daphne Caruany Galizie. Její smrt v roce 2017 otřásla nejen Maltou, ale i celou Evropou, a vyústila v jednu z největších politických krizí v novodobých dějinách země.

Nejméně 13 mrtvých a 86 raněných po ruském útoku na Kyjev, uvedl starosta

Nejméně 13 mrtvých a 86 raněných si vyžádal ruský noční útok na Kyjev, oznámil dnes starosta ukrajinské metropole Vitalij Kličko. Předchozí bilance dosahovala 10 obětí a 56 raněných. Rusko proti Ukrajině zaútočilo 74 raketami a střelami s plochou dráhou letu a 496 drony. Obrana zneškodnila 48 raket a střel a 477 dronů, ale 25 raket a 12 dronů zasáhlo 12 míst, uvedlo ukrajinské letectvo s tím, že hlavním terčem útoku byl Kyjev. Moskva označila útok za odvetu za ukrajinské údery proti ruské civilní infrastruktuře.

Wawrinka se rozloučil s Wimbledonem po čtyřhodinové bitvě

Stan Wawrinka uzavřel svou wimbledonskou kapitolu mimořádně dramatickým zápasem. V prvním kole sice podlehl Matteu Berrettinimu, ale fanoušci i soupeř mu po posledním míči připravili důstojné rozloučení. Švýcarský tenista odcházel z kurtu za dlouhého potlesku vestoje a se slzami v očích.

Osm keňských školaček čelí obvinění z vraždy svých spolužaček po tragickém požáru internátu

Požár dívčího internátu v Keni, při němž zemřelo 16 studentek, míří před soud. Z vraždy úřady obvinily osm nezletilých školaček. Případ znovu otevřel debatu o bezpečnosti internátních škol i dlouhodobých problémech keňského vzdělávacího systému.

Zelenskyj v Dublinu uvedl, že věří v brzké otevření dalších kapitol jednání s EU

Ukrajina může velmi brzy otevřít zbývající kapitoly vyjednávání o přistoupení k Evropské unii. Během dnešní zahajovací ceremonie irského předsednictví v Radě EU to uvedl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Ve svém projevu v Dublinu zdůraznil další tlak na Rusko a zkritizoval, že stále existují evropské firmy, které jsou kontrolovány Moskvou a dodávají Rusku některé zboží, které využívá ve válce proti Ukrajině.

Během oslav mistrovství světa ve fotbale v Mexico City zemřeli tři lidé. Dav je ušlapal

Tři lidé zemřeli během úterních oslav postupu mexické fotbalové reprezentace do osmifinále mistrovství světa. Podle zdravotnických úřadů hlavního města se oběti udusily v obrovských davech, které po vítězství Mexika 2:0 nad Ekvádorem zaplnily centrum metropole.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama