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

Nový parlament zvolil Magyara coby premiéra Maďarska

Noví poslanci dnes na ustavujícím zasedání parlamentu formálně zvolili maďarským premiérem šéfa středopravicové strany Tisza Pétera Magyara. Informovaly o tom světové agentury. Tisza drtivě zvítězila v dubnových volbách a po 16 letech tak končí éra národně konzervativního premiéra Viktora Orbána. Ten už dříve řekl, že se vzdá poslaneckého mandátu.

Putin v projevu na Rudém náměstí odsoudil NATO

Ruský prezident Vladimir Putin využil tradiční oslavy Dne vítězství na moskevském Rudém náměstí k obhajobě války na Ukrajině a k ostré kritice NATO.

Nová předsedkyně maďarského parlamentu nařídila vrátit na budovu vlajku EU

V Maďarsku dopoledne začalo ustavující zasedání nového parlamentu, který vzešel z dubnových voleb, v nichž drtivě zvítězila středopravicová strana Tisza. Nově jmenovaná předsedkyně zákonodárného sboru Ágnes Forsthofferová nařídila, aby se na budovu instituce vrátila vlajka Evropské unie, napsala agentura AFP. Očekává se, že dnes zákonodárci zvolí premiérem země šéfa vítězného politického uskupení Pétera Magyara. Dosavadní předseda vlády Viktor Orbán končí v čele kabinetu po 16 letech vlády a dříve řekl, že se vzdá poslaneckého mandátu. Podle AP dnes novou přísahu nesložil.

Fico se v Moskvě sešel s Putinem, vojenské přehlídky se nezúčastnil

Slovenský premiér Robert Fico se dnes v Moskvě sešel s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Do ruského hlavního města přijel na oslavy spojené s 81. výročím vítězství Sovětského svazu nad nacistickým Německem ve druhé světové válce. Dopolední tradiční přehlídky na Rudém náměstí se ale šéf slovenské vlády nezúčastnil, napsalo ruské vydání stanice BBC. Fico je jediným lídrem ze zemí Evropské unie, který je oslavám ke Dni vítězství v Moskvě přítomen.

Mexico City se propadá až o dva centimetry za měsíc

Mexico City se už desítky let pomalu propadá do země. Nová satelitní měření NASA teď ukazují, jak rychle se některé části obří metropole s více než 20 miliony obyvatel posouvají dolů. V některých místech jde podle dat až o více než dva centimetry za měsíc.

Trump vyjednal třídenní příměří mezi Ruskem a Ukrajinou

Rusko a Ukrajina potvrdily třídenní příměří, které má platit od 9. do 11. května. Oznámil ho americký prezident Donald Trump, podle něhož se obě strany dohodly také na výměně 1000 zajatců z každé strany.

Amsterdam zakázal reklamy na maso a fosilní paliva

Amsterdam od začátku května zakázal reklamy na maso a produkty spojené s fosilními palivy ve veřejném prostoru. Z tramvajových zastávek, billboardů nebo stanic metra zmizely propagace burgerů, letenek, SUV i benzinových aut. Nizozemská metropole se tak stala první hlavní městem na světě, které podobné opatření zavedlo.

Evropa může kvůli nedostatku paliva sáhnout po amerických zásobách

Evropské aerolinky by mohly začít více využívat letecké palivo vyráběné ve Spojených státech. Důvodem jsou obavy z možného nedostatku paliva po narušení dodávek z oblasti Perského zálivu. Situaci komplikuje válka USA a Izraele s Íránem, která už výrazně zvedla cenu paliva pro evropské dopravce.

EK: Aerolinky kvůli drahému palivu nesmějí zpětně zdražovat letenky

Aerolinky kvůli růstu cen paliva způsobenému válkou na Blízkém východě nesmějí dodatečně navyšovat ceny již zakoupených letenek prostřednictvím palivových příplatků. Dopady války v Íránu na trh s leteckým palivem nejsou natolik závažné, aby ospravedlnily plošné omezení práv cestujících. Uvedla to Evropská komise v nových pokynech pro dopravní sektor EU vytvořených s ohledem na současnou krizi na Blízkém východě.

Hasiči u elektrárny v Černobylu bojují s rozsáhlým lesním požárem

V uzavřené zóně Černobylské jaderné elektrárny bojují podle ukrajinských úřadů hasiči s rozsáhlým lesním požárem. Ten vypukl ve čtvrtek v důsledku pádu dronu na území tamní rezervace. Dnes se požár rozšířil na odhadovanou plochu přibližně 1100 hektarů, práci hasičů ztěžují nárazy větru a obtížný terén. Podle agentury AFP nebyl zaznamenán žádný nárůst radioaktivity.

Pachatelé zajali rukojmí při přepadení banky v Sinzigu na západě Německa

Pachatelé zajali rukojmí při přepadení pobočky banky Volksbank ve městě Sinzig ve spolkové zemi Porýní-Falc na západě Německa. Na místě zasahuje velký počet bezpečnostních složek, píše agentura DPA s odvoláním na policii. Ta se domnívá, že mezi rukojmími nejsou klienti banky. Nic podle policie nenaznačuje, že jsou na místě mrtví či zranění. Jedním ze zajatých je řidič vozidla, které převáželo peníze.

V Realu Madrid vypukl konflikt mezi Valverdem a Tchouaménim

Atmosféra v Realu Madrid houstne. Podle informací ze Španělska se během posledních dnů dostali do ostrého konfliktu Federico Valverde a Aurélien Tchouaméni. Napětí mělo vyvrcholit dvěma potyčkami na tréninku, po kterých skončil uruguayský záložník v nemocnici s poraněním hlavy. Klub už zahájil disciplinární řízení a situaci řeší interně.

Rusko podle Kyjeva útočilo na frontě, Moskva ohlásila stovky ukrajinských dronů

Rusko v noci útočilo na ukrajinské pozice na frontě a vyslalo nad Ukrajinu drony, napsal dnes na telegramu ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Ukrajinské síly podle něj zasáhly mimo jiné ropné zařízení v ruské Jaroslavli. Obě země se navzájem obviňují z porušení příměří, které Moskva jednostranně vyhlásila v souvislosti s oslavami konce druhé světové války. Rusko ohlásilo stovky sestřelených ukrajinských dronů, Kyjev podle něj útočil na vojenské i civilní cíle.

Tři turisté zahynuli a po deseti se pátrá po výbuchu sopky ve východní Indonésii

Tři turisté zahynuli a po dalších deseti se dále pátrá po dnešním výbuchu sopky na ostrově Halmanera ve východní Indonésii. Informovala o tom agentura AFP s odvoláním na policii. Záchranáři původně uváděli, že hledají 20 pohřešovaných turistů, z nichž devět je singapurské národnosti. Oblak dýmu po ranní erupci vulkánu stoupá kilometry vysoko.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama