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

Coinbase hlásí průlom u amerického zákona o kryptu

Americký kryptoměnový sektor se přiblížil k jasnějším pravidlům. Společnost Coinbase uvedla, že se podařilo dosáhnout dohody o klíčové části návrhu zákona, který má upravit fungování kryptoměn ve Spojených státech. Kompromis by mohl odblokovat další projednávání v Senátu.

Tři mrtví na výletní lodi v Atlantiku. Panuje podezření na hantavirus

Na palubě výletní lodi v Atlantiku zemřeli tři lidé a další tři onemocněli. Úřady pracují s podezřením na nákazu hantavirem. Loď patří nizozemské společnosti Oceanwide Expeditions.

V Pune mizí vážky a jiné se objevují

Dlouhodobý výzkum ukazuje proměnu populací vážek v indickém Pune i v širším regionu Západního Ghátu. Některé druhy mizí, jiné přibývají. Vědci varují, že jde o signál změn v krajině.

Rodina Samsung doplatila rekordní dědickou daň

Rodina stojící za jihokorejským Samsungem doplatila rekordní dědickou daň ve výši 12 bilionů wonů, tedy zhruba 8 miliard dolarů. Jde o největší platbu svého druhu v historii Jižní Koreje. Daň souvisí s majetkem zesnulého šéfa skupiny I Kun-hiho, který zemřel v roce 2020.

Shakira přilákala dva miliony lidí na pláž Copacabana

Shakira odehrála jeden z největších koncertů své kariéry. Na ikonickou pláž v Riu dorazily miliony lidí a večer se proměnil v oslavu hudby, emocí i latinské kultury.

Policie obvinila podezřelého z vraždy pětileté dívky z australské domorodé komunity

Policie v Austrálii zadržela muže podezřelého z vraždy pětileté dívky z australské domorodé komunity, kterou média jmenují jako Kumanjayi Little Baby. Je jím Jefferson Lewis (47).

Írán ztratil 4,8 miliard dolarů kvůli americké blokádě, odhaduje Pentagon

Írán kvůli americké blokádě v Ománském zálivu ztratil příjmy z ropy ve výši 4,8 miliard dolarů, odhaduje americké ministerstvo obrany. To vyvolalo na teheránskou vládu dosud nevídaný tlak. Informoval o tom v noci na dnešek server Axios.

Většina Američanů pokládá válku s Íránem za chybu, trápí je ekonomická situace

Válka amerického prezidenta Donalda Trumpa proti Íránu je mezi Američany stejně nepopulární jako byla válka v Iráku v době největších násilností v roce 2006 či válka ve Vietnamu na počátku 70. let. Rostoucí počet Američanů také dává najevo obavy z ekonomických dopadů konfliktu a terorismu. Vyplývá to z průzkumu agentury Ipsos pro deník The Washington Post (WP) a web ABC News, který byl zveřejněn v pátek.

Schick hattrickem sestřelil Lipsko a táhne Leverkusen do Ligy mistrů

Patrik Schick znovu ukázal, proč patří mezi nejnebezpečnější útočníky v Evropě. Proti Lipsku nastřílel hattrick a dovedl Leverkusen k jasné výhře 4:1. Ještě před výkopem převzal od fanoušků plaketu za sto gólů v klubovém dresu. Pak přidal další tři a oslavu si mohl zopakovat přímo na hřišti.

Vietnam a Japonsko chtějí prohloubit spolupráci v energetickém sektoru

Japonská premiérka Sanae Takaiči při návštěvě Vietnamu přislíbila, že obě asijské země prohloubí bilaterální ekonomickou spolupráci v energetice i pokud jde o kritické nerostné suroviny. Podle agentury Reuters to řekla při setkání s vietnamským protějškem Le Minh Hungem.

Ruské drony v noci zabíjely v Oděse nebo Chersonu

Dva lidé zemřeli v noci na dnešek při ruském útoku na civilní a přístavní infrastrukturu v ukrajinské Oděské oblasti, oznámil dnes ráno velitel regionální vojenské správy Oleh Kiper. V Chersonu ruský dron zasáhl auto, jehož řidič zemřel. Ukrajinská armáda podnikla rozsáhlý dronový nálet na západní regiony Ruska.

Nová klimatická iniciativa chce omezit uhlí, ropu i plyn

Kolumbijská Santa Marta hostila první mezinárodní konferenci zaměřenou přímo na odklon od uhlí, ropy a plynu. Do karibského města přijeli zástupci téměř šedesáti zemí, kteří chtějí urychlit přechod k čistší energetice. Symbolika místa byla silná, protože Kolumbie stále patří mezi vývozce fosilních paliv.

Stažení amerických vojáků z Německa budí obavy v NATO

Spojené státy stáhnou z Německa zhruba pět tisíc vojáků. Pentagon uvedl, že jde o výsledek revize americké vojenské přítomnosti v Evropě. Stahování má být dokončeno během šesti až dvanácti měsíců.

Britská vláda by podle Starmera mohla zakázat některé propalestinské pochody

Britský premiér Keir Starmer uvedl, že vláda by za určitých okolností mohla zakázat propalestinské pochody kvůli "kumulativnímu dopadu", který mají demonstrace na židovskou komunitu, píše agentura Reuters. Děje se tak poté, co byli ve středu v Londýně pobodáni dva Židé.

Trump vtipkoval, ale naznačil invazi na Kubu

Americký prezident Donald Trump naznačil, že po případném dokončení vojenské operace v Íránu by se Spojené státy mohly zaměřit i na Kubu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama