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

Verity s Anne Hathaway ovládla severoamerická kina. Novinka Toma Cruise zaostala

Thriller Verity s Anne Hathaway a Dakotou Johnson ovládl víkendový žebříček tržeb kin v USA a Kanadě. Adaptace románu Colleen Hoover při premiéře utržila přibližně 32,6 milionu dolarů. Výrazně tak předstihla novinku Digger, která navzdory Tomu Cruisovi v hlavní roli odstartovala s osmi miliony a skončila pátá.

Volby v Lotyšsku vyhrála Sjednocená kandidátka. Sama většinu nezískala

Parlamentní volby v Lotyšsku vyhrála Sjednocená kandidátka premiéra Andrise Kulbergse. Získala přes 35 procent hlasů a 41 ze 100 poslaneckých křesel. Uskupení, které podporuje Ukrajinu, má před ostatními stranami výrazný náskok, k samostatné většině mu ale deset mandátů chybí.

Ve Francii zavřeli kvůli protestům téměř pět stovek škol

Až 500 středních škol po celé Francii může být v pondělí částečně nebo úplně uzavřeno. Důvodem jsou pokračující studentské protesty, při nichž v posledních dnech docházelo ke střetům s policií. Podle ministra školství Édouarda Geffraye řada škol nesplňuje podmínky pro bezpečné pokračování výuky.

Firmám v eurozóně přibývají zakázky. Zároveň sílí tlak na zdražování

Podnikatelská aktivita v eurozóně rostla v září nejrychleji od dubna 2023. Firmám pomáhala silnější poptávka a přibývající zakázky, současně ale rychleji rostly jejich náklady i prodejní ceny. Konečné výsledky průzkumu PMI zveřejněné 5. října tak ukazují pokračující oživení, které doprovázejí sílící cenové tlaky.

Nobelovu cenu získalo trio vědců Deisseroth, Hegemann a Nagel za výzkum neuronů

Nobelovu cenu za fyziologii a lékařství dnes získali Američan Karl Deisseroth a Němci Peter Hegemann a Georg Nagel za výzkum fungování nervových buněk v mozku. Oceněni byli za objevy týkající se "světlem řízených iontových kanálů a optogenetiky", uvedl švédský Karolínský institut, který cenu uděluje.

Německu hrozí násilný konflikt s Ruskem, varoval šéf zpravodajské služby BND

Německu hrozí, že bude vtaženo do násilného konfliktu s Ruskem, a hrozba útoků na cíle v Německu zůstává reálná. Řekl to dnes šéf Spolkové zpravodajské služby (BND) Martin Jäger poslancům Spolkového sněmu. Právě Rusko v současnosti představuje pro Německo největší hrozbu, přičemž akce nízké intenzity namířené proti členským státům NATO už nejsou výjimkou, upozornil Jäger.

KOMENTÁŘ: Její akcie si chce koupit celý svět. I když firma skončila ve ztrátě 42 miliard dolarů

Na první pohled to vypadá neuvěřitelně – svět o Anthropicu zjistil, že firma loni skončila v čisté ztrátě 42 miliard dolarů (asi 915 miliard korun). Přesto společnost míří na burzu a dá se čekat, že lidé její akcie vezmou útokem. Kdy má k očekávanému startu dojít?

Jaguáři mají v Jižní Americe rozsáhlé propojené území

Rozsáhlé oblasti Jižní Ameriky stále umožňují jaguárům pohyb mezi jednotlivými populacemi. V jiných částech jejich výskytu se však vhodná krajina rozpadá na izolované části. Nový výzkum ukázal, které oblasti a přírodní koridory jsou pro propojení těchto šelem nejdůležitější.

Španělsko čekají předčasné volby. Sánchez riskuje vládu kvůli bytové krizi

Španělský premiér Pedro Sánchez překvapivě posílá zemi k předčasným volbám. Uskuteční se už 29. listopadu a přicházejí v době, kdy vládu oslabují spory v parlamentu i masové protesty kvůli bydlení. Pro Sáncheze jde o riskantní tah. Jeho socialisté totiž v průzkumech zaostávají a volby by mohly otevřít cestu k moci pravici a krajně pravicové straně Vox.

Ukrajina a Rusko informují o mrtvých a raněných po vzájemných útocích

Nejméně jednoho mrtvého a několik raněných si během noci vyžádal ruský útok na Charkov, oznámil starosta druhého největšího ukrajinského města Ihor Terechov. Rozsáhlému náletu ruských dronů čelila během noci Oděská oblast na jihu Ukrajiny. Ukrajinský dron v Brjanské oblasti na západě Ruska zabil řidiče kamionu, informoval v neděli večer gubernátor regionu Jegor Kovalčuk. Další dron těžce zranil řidiče cisterny s benzinem v Rostovské oblasti na jihozápadě Ruska, uvedl gubernátor Jurij Sljusar.

Západ čeká demokratický otřes. Ubude pracujících, náklady prudce porostou

Ratingová agentura Moody’s varovala, že stárnutí západní populace povede k poklesu počtu zaměstnanců a růstu nákladů, což zatíží veřejné finance. Jde o celosvětový problém, který se týká i Spojených států a Číny. V USA však populační růst dosáhne vrcholu později než v Evropě. Počet obyvatel Evropské unie (EU) dosáhne vrcholu již v roce 2029..

V USA zastřelili 12letou dívku při sporu o parkovací místo

Dvanáctiletá dívka zemřela v americkém státě Maryland během přestřelky, kterou podle policie vyvolal patrně spor o parkovací místo. Další čtyři lidé utrpěli při incidentu lehká zranění, informovala americká média. Po pachatelích policie pátrá.

Obavy z moru v Rusku: Po smrti laborantky skončily desítky lidí v karanténě

V laboratoři výzkumného institutu pro boj s morem v ruské Irkutské oblasti zemřela osmadvacetiletá pracovnice na zápal plic „neznámého původu“. Podle místních médií měla žena rozbít zkumavku s bakterií způsobující mor. Případ vedl k bezpečnostním opatřením v celé oblasti.

Bolsonaro a Lula se utkají ve druhém kole brazilských prezidentských voleb

Prezidentské volby v Brazílii rozhodne druhé kolo, které se uskuteční 25. října. V nedělním prvním kole do něj postoupili pravicový senátor Flávio Bolsonaro a stávající hlava státu Luiz Inácio Lula da Silva, uvedl podle agentur brazilský volební úřad. Podle téměř úplných výsledků získal Bolsonaro 47,03 procenta hlasů, zatímco jeho levicový soupeř 45,16 procenta. Ani jeden tak nedosáhl na nadpoloviční většinu potřebnou k vítězství v prvním kole.

Rebelové v Etiopii se stahují. Hlavní město Tigraje obsadila armáda

Tigrajská lidová osvobozenecká fronta (TPLF) se stáhla z Mekele, hlavního města severoetiopského regionu Tigraj. Uvedla, že tak učinila, aby ochránila civilní obyvatelstvo před boji. Město nyní kontrolují provládní síly. Při ústupu povstalců došlo k rabování.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama