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

Keiko Fujimori se stane novou prezidentkou Peru

Konzervativní politička Keiko Fujimori získala v peruánských prezidentských volbách náskok, který už její soupeř nedokáže smazat. Země se tak zřejmě vrátí ke jménu, které peruánskou politiku ovlivňuje už desítky let a zároveň dál rozděluje společnost.

Markéta Vondroušová dostala čtyřletý zákaz činnosti

Tenistka Markéta Vondroušová přišla o možnost hrát profesionální tenis na čtyři roky. Nezávislý tribunál potvrdil nejvyšší možný trest za odmítnutí dopingové kontroly z prosince loňského roku. Wimbledonská vítězka z roku 2023 se ještě může odvolat k Mezinárodní sportovní arbitráži CAS.

Technologické akcie se po propadu chystají k růstu

Americké technologické akcie se po prudkém začátku týdne pokoušejí o návrat nahoru. Nervozita kolem ocenění firem spojených s umělou inteligencí během dvou dnů smazala z tržní hodnoty společností v indexu Nasdaq 100 téměř 1,3 bilionu dolarů.

Francie hlásí první případ eboly

Francie potvrdila první případ eboly. Nakaženým je lékař, který se nedávno vrátil z humanitární mise v Demokratické republice Kongo, kde se země potýká s rozsáhlou epidemií této vysoce nebezpečné nemoci.

KOMENTÁŘ: Rheinmetall na burze krvácí. Německý zbrojař přišel o miliardovou státní zakázku

Od války na Ukrajině byla německá zbrojařská společnost Rheinmetall generátorem štěstí pro všechny své akcionáře. Jenže letos se stroj zasekl, tvrdou ránu teď firmě uštědřila německá vláda. Kabinet zřejmě zruší miliardovou zakázku na výrobu válečných lodí.

Rusko i Ukrajina hlásí oběti nepřátelských vzdušných útoků

Trosky sestřelených ukrajinských dronů poškodily průmyslový objekt, obytné budovy a auta v ruské Nižegorodské oblasti, oznámil dnes tamní gubernátor Gleb Nikitin. Dva lidé podle něj zahynuli. Úřady v ruské Belgorodské oblasti hlásí jednu oběť ukrajinského útoku. Gubernátor ruské Orenburské oblasti Jevgenij Solncev informoval o sestřelení ukrajinských dronů nad průmyslovým zařízením v Orenburgu. Naopak ruský útok na Ukrajinu zabil podle úřadů ženu v Charkovské oblasti.

Okrádáte zákazníky! Trump není spokojen s cenami benzinu

Ceny ropy klesají, což se propisuje i do cen pohonných hmot. Americký prezident Donald Trump si však stěžuje, že benzin nezlevňuje dost rychle. Tvrdí, že pokles cen benzinu neodpovídá zlevňování černého zlata. Ministerstvu spravedlnosti nařídil, aby začalo vyšetřovat praktiky ropných gigantů. Ceny benzinu v USA klesají už šestý týden v řadě. Tento trend bude pokračovat, jak se bude obnovovat doprava v Hormuzském průlivu.

USA poskytnou experimentální lék proti ebole pro testování v Kongu

Spojené státy poskytnou experimentální lék proti ebole pro klinické testování v Kongu. V zemi se šíří dosud největší známá epidemie nákazy způsobená kmenem Bundibugyo. Informovala o tom agentura Reuters s odvoláním na americké ministerstvo zdravotnictví.

Trump dostal symbolickou stopku. Kongres hlasoval proti jeho válečným pravomocím

Republikány ovládaný Senát schválil rezoluci o válečných pravomocích, která prezidenta Donalda Trumpa vyzývá k zastavení války v Íránu a nutnosti obrátit se na Kongres, pokud by chtěl obnovit vojenské akce. Rezoluce však nemá legislativní váhu, jde čistě o symboliku. Ukazuje však, jak jsou republikáni pod Trumpovým vedením roztříštěni. Bílý dům rezoluci bagatelizoval.

OSN varuje: Škrty americké pomoci v programech proti AIDS v Africe budou stát životy

Rozhodnutí Spojených států ukončit financování programů zaměřených na boj proti HIV a AIDS v Jižní Africe může mít podle Organizace spojených národů (OSN) vážné následky. Šéfka programu UNAIDS Winnie Byanyima varovala, že omezení podpory ohrozí životy nejzranitelnějších lidí. Informuje o tom BBC, Reuters a další servery.

Střelba izraelské armády zabila v jižním Libanonu dvě osoby

Izraelská střelba dnes zabila v jižním Libanonu dvě osoby a několik dalších zranila. Jde o první střelbu Izraele v Libanonu za poslední tři dny. Libanonské radikální hnutí Hizballáh incident označilo za porušení dohody o příměří mezi oběma stranami. Skupina podporovaná Íránem střelbu odsoudila, ale neuvedla, jestli podnikne nějakou odvetnou akci, informovala agentura Reuters.

Írán a Omán se shodly na jednání o budoucí správě Hormuzského průlivu

Írán a Omán vytvoří pracovní skupinu, která se zaměří na dosažení dohody o budoucí správě Hormuzského průlivu, včetně s ní spojených poskytovaných služeb a nákladů. Obě země to dnes podle agentury Reuters uvedly ve společném prohlášení s tím, že budou jednat s pobřežními státy regionu a dalšími stranami, kterých se záležitost týká. Spojené státy dlouhodobě žádají, aby Teherán průliv opět úplně otevřel a nevybíral za plavbu žádné poplatky.

Ukrajina podle Putina útočí na civilisty, k setkání se Zelenským nevidí důvod

Ruský prezident Vladimir Putin dnes prohlásil, že Ukrajina útočí na civilisty a že kvůli těmto úderům nevidí důvod k přímým rozhovorům s hlavou ukrajinského státu Volodymyrem Zelenským. Informovala o tom agentura Reuters, podle které šéf Kremlu míní, že cílem ukrajinských dronových útoků je destabilizace ruské společnosti. Ukrajina se od února 2022 brání ruské invazi a součástí obrany jsou i údery v hloubi ruského území.

Teherán neumožní inspektorům MAAE návštěvu jaderných zařízení poničených údery

Teherán nepovolí inspektorům Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) návštěvu jaderných zařízení poškozených americko-izraelskými údery. Na tiskové konferenci to dnes podle agentury AFP řekl mluvčí íránského ministerstva zahraničí Esmáíl Baghájí. Podle mluvčího pro takové inspekce neexistuje žádný protokol a Teherán se bude nadále řídit svými závazky vyplývajícími ze Smlouvy o nešíření jaderných zbraní, jejímž je signatářem, a také dohodou o uplatňování záruk MAAE.

Společnost Oracle loni propustila tisíce zaměstnanců. Místa ruší i letos

Společnost Oracle v loňském roce po celém světě propustila přibližně 21 000 zaměstnanců v rámci zavádění umělé inteligence (AI) do pracovních procesů. Firma očekává rušení pracovních míst i v tomto roce. Za potřebnou infrastrukturu hodlá utratit miliardy dolarů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama