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

Cole Tomas Allen byl obviněn z pokusu o atentát na Trumpa

Cole Tomas Allen, který se podle úřadů pokusil proniknout na večeři Asociace korespondentů Bílého domu ozbrojený střelnými zbraněmi a noži, byl obviněn z pokusu o atentát na prezidenta USA Donalda Trumpa. Soud zároveň rozhodl, že zůstane minimálně dočasně ve vazbě.

Taylor Swift podala žádosti o ochranné známky kvůli AI

Taylor Swift podnikla právní kroky, kterými chce ochránit svůj hlas i podobu před zneužitím. Reaguje tak na rostoucí množství obsahu vytvořeného pomocí umělé inteligence, který může bez jejího souhlasu napodobovat její identitu.

Merz kritizuje neschopnost USA vyjednávat s Íránem

Německý kancléř Friedrich Merz podrobil ostré kritice Spojené státy americké v souvislosti s jejich postupem v probíhajícím konfliktu s Íránem. Podle jeho slov íránské vedení Washington ponižuje a nedaří se nalézt jasnou strategii, jak válku ukončit. Tento otevřený slovní výpad odhalil hluboké trhliny v jednotě mezi USA a jejich evropskými spojenci v NATO, které se prohlubují už od zahájení společných útoků Američanů a Izraele na íránské cíle koncem února letošního roku.

Sněhové bouře si v Rusku vyžádaly dva mrtvé a desítky raněných

Nejméně dva mrtvé a více než tři desítky zraněných si vyžádaly rozmary počasí v Rusku, kde mokrý sníh a silný vítr pokácely stovky stromů, které poškodily desítky aut. Bez proudu se ocitlo 76.000 lidí, uvedla dnes agentura Interfax. V Samaře padající stromy zabily mladou dívku a muže, dodala s odvoláním na prokuraturu.

Leoš Mareš slaví padesátiny a připomíná kariéru plnou zvratů

Leoš Mareš slaví kulaté narozeniny a k nim přichází dokument, který mapuje jeho cestu českým showbyznysem. Připomíná slavné kožichy, velké úspěchy, vztahy i okamžiky, které se ne vždy povedly.

Izrael bombardoval Libanon navzdory příměří, včetně jihu, Bikáa a Antilibanonu

Izrael dnes podnikl několik vzdušných úderů na jih Libanonu, východní údolí Bikáa a pohoří Antilibanon poblíž syrských hranic, uvedly agentura AFP a deník L'Orient-Le Jour (OLJ). Izraelská armáda potvrdila útoky na údolí Bikáa, kde prý cílí na pozice militantního hnutí Hizballáh. Boje pokračují navzdory nově prodlouženému příměří a snahám o mírová jednání.

Nemá to konce. Ceny ropy kvůli krachu jednání s Íránem rostou

Ceny ropy na světových trzích na začátku týdne výrazně vzrostly poté, co se znovu zadrhla jednání mezi Spojenými státy a Íránem. Referenční cena ropy Brent se vyšplhala nad 107 dolarů za barel, zatímco americká lehká ropa WTI se přiblížila k hranici 96 dolarů. Trhy reagují především na rostoucí geopolitické napětí a nejistotu kolem dalšího vývoje v regionu.

Čína zablokovala Metě plán převzít firmu Manus, která vyvíjí agentní AI

Čína se rozhodla zablokovat akvizici čínského start-upu Manus, který se zaměřuje na vývoj tzv. agentní umělé inteligence (AI). Firmu se chystala zhruba za dvě miliardy dolarů (41,5 miliardy Kč) převzít americká technologická společnost Meta Platforms. Čínská Národní rozvojová a reformní komise (NDRC) ale dnes ve stručném sdělení překvapivě nařídila, aby obě strany záměr zrušily. Informuje o tom agentura Bloomberg.

Slovensko podalo žalobu proti rozhodnutí EU ukončit dovoz ruského plynu

Slovensko minulý týden podalo dříve ohlášenou žalobu proti rozhodnutí Evropské unie postupně ukončit dovoz ruského plynu do evropského bloku. ČTK to dnes sdělilo tiskové oddělení slovenského ministerstva spravedlnosti. Žalobu v uvedené záležitosti dříve podalo k soudu EU také Maďarsko.

KOMENTÁŘ: Kolabující aerolinka vyrostla na burze o stovky procent. Stačilo pár slov Trumpa

Americký prezident Donald Trump nadále zůstává nejvlivnějším investičním influencerem planety. Dokazuje to kauza spojená se zvažovaným vládním nákupem aerolinky Spirit Airlines. Zapomenutý titul na burze posílil o více než 600 procent. Proč?

Velrybu uvázlou na severu Německa zkusí záchranáři naložit na člun v úterý

Tým dobrovolníků se na severu Německa pokusí naložit uvázlou velrybu na nákladní člun nejdříve v úterý. V noci na dnešek o tom informovala agentura DPA. Keporkak přezdívaný Timmy uvázl na mělčině v Baltském moři v březnu. Pokusy o jeho záchranu poutají velkou pozornost médií a veřejnosti v Německu i v zahraničí.

Tchaj-wan zlehčuje dopad čínských sankcí na evropské zbrojařské společnosti

Sankce, které vůči sedmi evropským společnostem a subjektům působícím v odvětví vyzbrojování a obrany zavedla Čína, nenaruší schopnost Tchaj-wanu získávat zbraně. Dnes to podle agentury Reuters uvedl tchajwanský ministr obrany Wellington Koo. Čína omezení, které se týkají i českých zbrojařských společností Excalibur Army a Omnipol, české pobočky americké společnosti zaměřené na satelitní snímkování SpaceKnow a českého národního centra pro letectví a vesmír VZLU Aerospace, zavedla zejména kvůli prodeji zbraní nebo tajným dohodám s Tchaj-wanem.

Trump o střelbě: Nebál jsem se, chtěl jsem zůstat

Incident na galavečeru ve Washingtonu vyvolal šok i otázky o bezpečnosti. Ozbrojený muž se pokusil proniknout přes kontrolu do hotelu, kde se sešlo více než dva tisíce hostů, včetně prezidenta Donalda Trumpa, první dámy, viceprezidenta J. D.Vance a členů kabinetu. Po výstřelech byl prezident evakuován.

Írán podle Axiosu předložil USA nový návrh na ukončení války a otevření průlivu

Írán předložil Spojeným státům nový návrh na otevření Hormuzského průlivu a ukončení války s tím, že jaderné rozhovory by se odložily až na pozdější fázi vyjednávání. V noci na dnešek o tom informoval portál Axios s odvoláním na své zdroje. Spojené státy s Izraelem na konci února zaútočily na Írán, což vyvolalo regionální válku. Mezi Íránem a USA nyní platí příměří.

Japonsko zasáhlo další silné zemětřesení

Japonský ostrov Hokkaidó dnes zasáhlo silné zemětřesení o síle 6,2 stupně. Informovala o tom agentura AFP. Otřesy nastaly v době, kdy japonské úřady vydaly pro sever země varování před velkým zemětřesením, které by mohlo přesáhnout i sílu osmi stupňů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama