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

Hlavní body rámcové dohody Íránu a USA o ukončení války

Spojené státy a Írán společně s Pákistánem coby vyjednavačem oznámily rámcovou dohodu, která má ukončit válku; příslušné memorandum má být podepsáno v pátek. Agentura Reuters přinesla přehled hlavních informací, které se v této souvislosti objevily:

Cucurella přestoupil z Chelsea do Realu Madrid

Španělský obránce Marc Cucurella mění po čtyřech letech dres. Z Chelsea odchází do Realu Madrid, kde podepsal smlouvu na šest sezon. Podle informací médií zaplatí madridský klub za sedmadvacetiletého reprezentanta zhruba 60 milionů eur. Cucurella se zároveň stal první posilou po návratu trenéra Josého Mourinha na lavičku Realu.

Bednárik připustil odklad slev na jízdné

Studenti a senioři se zatím nemohou spoléhat na to, že se jim od ledna 2027 vrátí 75procentní sleva na jízdné. Ministr dopravy Ivan Bednárik za SPD připustil, že rozhodne až stav rozpočtu. Resort bude potřebovat zhruba dvě miliardy korun, jednání s ministerstvem financí mají přijít v červenci.

Írán doplnil do dohody s USA klauzuli o poplatcích za námořní služby, tvrdí Fars

Teherán krátce před oznámením dosažení předběžné dohody se Spojenými státy doplnil do textu memoranda ustanovení o vybírání poplatků za námořní služby. S odvoláním na informovaný zdroj to dnes podle AFP napsala íránská agentura Fars. Svobodnou plavbu Hormuzským průlivem bez výběru mýta přitom při oznámení dohody v noci na dnešek výslovně zmínil americký prezident Donald Trump.

KOMENTÁŘ: Ani dolar zisku. Přesto je SpaceX 7. nejhodnotnější společnost světa

Akcie společnosti SpaceX se po týdnech napětí začaly obchodovat na burze ve velkém stylu. Hned první den oproti původní ceně posílily o pětinu. Investoři ukázali, že po Tesle věří i další společnosti Elona Muska, která se dostala na burzu. I přesto, že je silně ztrátová.

Invazní rostliny se kvůli oteplování přesouvají na sever

Invazní nepůvodní rostliny v příštích desetiletích výrazně promění mapu světa. Zatímco v některých subtropických regionech může riziko invazí slábnout, Evropa a další části mírného pásma budou čelit jejich častějšímu výskytu. Oteplování klimatu otevírá cestu novým druhům i do regionů, které byly dosud před jejich šířením chráněny.

Británie zakáže dětem mladším 16 let přístup k sociálním sítím, oznámil Starmer

Britská vláda zakáže dětem mladším 16 let přístup k sociálním sítím, oznámil dnes podle zahraničních agentur premiér Keir Starmer. Představil také plány na omezení platforem umožňujících přenášení živých videí. Vláda plánuje prosadit potřebnou legislativu do Vánoc a zákaz by měl vstoupit v platnost na jaře příštího roku. Agentura Reuters označuje plánovaná opatření za jedna z dosud nejrozsáhlejších omezení v oblasti internetu na celém světě.

Ukrajina a Rusko informují o mrtvých a raněných po vzájemných útocích

Pět záchranářů přišlo o život a pět dalších utrpělo zranění při ruských útocích na Charkov, oznámil ukrajinský ministr vnitra Ihor Klymenko. Hlavním terčem ruského útoku bylo podle ministra hlavní město Kyjev, kde si útok podle místních úřadů vyžádal čtyři mrtvé a více než dvě desítky raněných. Tři lidé byli zabiti a tři další, včetně ročního dítěte, utrpěli zranění při náletu ukrajinských dronů na Tulu v Rusku, informoval Dmitrij Miljajev, gubernátor Tulské oblasti. Tula, který je známým střediskem zbrojního průmyslu, leží asi 200 kilometrů jižně od Moskvy.

Mírová dohoda? Nad Libanonem se vznáší velký otazník

Spojené státy a Írán dosáhly mírové dohody, což znamená okamžité ukončení válečných operací, otevření Hormuzského průlivu a zrušení americké blokády íránských přístavů. Ještě v neděli přitom Izrael bombardoval jižní předměstí Bejrútu. Jakékoli snahy udržet příměří mezi židovským státem a militantním hnutím Hizballáh opakovaně selhaly. Není tak jasné, co bude s Libanonem teď a jak případná další eskalace ovlivní dohodu mezi Washingtonem a Teheránem. K jejímu oficiálnímu stvrzení dojde až v pátek ve Švýcarsku.

Ceny ropy jdou prudce dolů. Trh nemá vyhráno, varují analytici

Ceny ropy prudce klesají po oznámení dosažení mírové dohody mezi USA a Íránem, která zahrnuje ukončení války a otevření Hormuzského průlivu. Trh s černým zlatem však může v následujících dnech až týdnech znervózňovat nedostatek detailů o rámcové dohodě. Navíc bude trvat, než se provoz v průlivu a produkce ropy v zemích Perského zálivu vrátí na předválečnou úroveň.

USA a Írán dospěly k mírové dohodě

Pákistánský premiér Šahbáz Šaríf dnes oznámil dosažení mírové dohody mezi Spojenými státy a Íránem o ukončení války a otevření Hormuzského průlivu. Všechny podrobnosti zatím nejsou známy. Premiér Šarif uvedl, že oficiální podpis se uskuteční v pátek ve Švýcarsku. Není jasné, jak rychle by se Hormuzský průliv mohl znovu otevřít pro veškerou dopravu, napsala agentura AP. Dosažení dohody s Íránem vzápětí potvrdil americký prezident Donald Trump. Uvedl, že dal pokyn otevřít Hormuzský průliv a okamžitě ukončit námořní blokádu íránských přístavů.

Trump kritizoval Izrael za útok v Bejrútu, čeká brzký podpis dohody s Íránem

Americký prezident Donald Trump dnes vyzval Izrael k zastavení úderů v Libanonu, útočit by podle něj neměla ani druhá strana. Uvedl rovněž, že dohoda, která by zajistila mír v regionu, je velmi blízko. V rozhovoru se serverem Axios pak kvůli dnešnímu útoku v Bejrútu ostře kritizoval izraelského premiéra Benjamina Netanjahua a použil i vulgarismy. Prohlásil také, že podpis dohody s Íránem očekává během několika hodin.

New York Knicks získali titul NBA po 53 letech

New York Knicks ukončili více než půlstoletí čekání na mistrovský titul v NBA. V pátém finálovém utkání porazili na palubovce San Antonia Spurs 94:90, celou sérii ovládli 4:1 na zápasy a získali třetí titul v klubové historii. Hlavní postavou triumfu se stal kapitán Jalen Brunson, který v rozhodujícím zápase nastřílel 45 bodů a převzal cenu pro nejužitečnějšího hráče finále.

Portugalští fotbalisté budou na MS nosit náramky na památku Dioga Joty

Portugalská reprezentace uctí během mistrovství světa památku Dioga Joty. Hráči budou po celý turnaj nosit speciální náramky, které jim předal premiér Luís Montenegro. Podle záložníka Vitinhy jde o osobní připomínku spoluhráče, jehož smrt tým ani po roce nepřestal bolet.

Britské síly se v Lamanšském průlivu zmocnily tankeru z takzvané stínové flotily

Britské síly se dnes ráno v Lamanšském průlivu zmocnily tankeru z takzvané stínové flotily, která se podílí na vývozu sankcionované ruské ropy. S odvoláním na britské ministerstvo obrany o tom informovala agentura Reuters.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama