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

Muskova SpaceX v prvním čtvrtletí vykázala ztrátu 4,3 miliardy dolarů

Americká vesmírná společnost SpaceX miliardáře Elona Muska v prvním čtvrtletí letošního roku hospodařila s čistou ztrátou 4,28 miliardy dolarů (90 miliard Kč). Meziročně ztrátu výrazně prohloubila z 528 milionů dolarů. Uvedla to v dokumentu, který předložila americké Komisi pro cenné papíry a burzy (SEC) kvůli plánovanému vstupu na burzu. Obrat společnost navýšila meziročně z necelých 4,1 na téměř 4,7 miliardy dolarů.

Lotyšsko opět hlásí průnik dronu do svého vzdušného prostoru

Vzdušný prostor Lotyšska narušil nejméně jeden dron, uvedla dnes dopoledne lotyšská armáda. Jde o další z řady bezpilotních letounů, které v posledních dnech a týdnech vzbudily obavy v pobaltských státech, jež v některých případech přisuzují vinu za jejich přelety Ukrajině. Polský ministr obrany Wladyslaw Kosiniak-Kamysz vyzval Ukrajinu, aby byla přesnější při využívání dronů, jimiž v reakci na ruskou agresi útočí na ruské cíle.

Merz navrhl, aby se Ukrajina stala přidruženým členem Evropské unie

Německý kancléř Friedrich Merz navrhl, aby se Ukrajina stala přidruženým členem Evropské unie. Učinil to v dopise zaslaném do Bruselu, o kterém dnes informovala agentura DPA. Reagoval přitom na žádost Ukrajiny o rychlé přijetí do evropského bloku. Plné členství a hlasovací práva v unii by Kyjev zatím podle Merzova návrhu dostat neměl.

Dva mrtvé si vyžádal dronový útok na ruskou Syzraň

Dva mrtvé a několik raněných si v noci na dnešek vyžádal dronový útok na město Syzraň v ruské Samarské oblasti. Oznámil to na platformě Telegram gubernátor oblasti Vjačeslav Fedoriščev. Ve městě je podle agentury Reuters velká rafinerie na zpracování ropy. Naopak na Ukrajině byli v noci na dnešek zabiti dva lidé při ruských útocích.

Samsung se na poslední chvíli vyhnul stávce. Ve hře byl globální trh s čipy

Odbory pozastavily stávku naplánovanou na čtvrtek po dosažení předběžné dohody se společností Samsung. Koncem května proběhne hlasování o jejím přijetí. Jihokorejští představitelé měli obavy z dopadů stávky na polovodičový trh. Jednání mezi odbory a Samsungem vedl ministr práce a zaměstnanosti Kim Young-hoon.

Napětí mezi Netanjahuem a Trumpem roste. Přou se o další postup proti Íránu

Americký prezident Donald Trump měl v úterý napjatý telefonát s izraelským premiérem Benjaminem Netanjahuem o budoucnosti války s Íránem. Zatímco Trump chce zjistit, zda lze dohody dosáhnout diplomacií, Netanjahu prosazuje agresivnější přístup. Íránský prezident Masúd Pezeškijan upozornil, že urovnání je možné dosáhnout pouze diplomatickou cestou.

Angelina Jolie se vrací s nejosobnějším filmem své kariéry

Angelina Jolie představila trailer k novému filmu Couture, který ji vrací do hlavní role po delší pauze. Drama z prostředí pařížského týdne módy ale nesází jen na luxusní kulisy a romantiku. Herečka v něm otevírá i téma, které se jí bolestivě dotklo v osobním životě.

Vrah pákistánské influencerky Sany Yousaf dostal trest smrti

Pákistánský soud odsoudil k trestu smrti třiadvacetiletého Umara Hayata za vraždu sedmnáctileté influencerky Sany Yousaf. Případ, který loni otřásl zemí, vyvolal rozsáhlou veřejnou debatu o bezpečnosti žen a nenávisti vůči tvůrkyním obsahu na sociálních sítích.

Billy Joel kritizuje připravovaný životopisný film o svých začátcích

O Billym Joelovi vzniká nový film, jenže slavný hudebník se od něj veřejně distancuje. Projekt Billy & Me má nabídnout pohled na jeho začátky, ale vzniká bez souhlasu samotného zpěváka. Joel teď tvůrce veřejně kritizoval a upozornil, že film nemá práva na jeho hudbu ani životní příběh.

Včely drží krajinu pohromadě, ne jen výrobu medu

Na Den Země a Světový den včel se znovu objevují hesla o tom, že bez včel lidstvo nepřežije. Realita je složitější, ale o to zajímavější. Včely totiž nehrají klíčovou roli jen v zemědělství. Udržují také pestrost krajiny, fungování ekosystémů a velkou část rostlin, na kterých závisí další druhy. Největší problém přitom nemají včely medonosné, ale divocí opylovači.

Arsenal po 22 letech ovládl Premier League

Arsenal je po dvaadvaceti letech znovu mistrem Anglie. O titulu rozhodla remíza Manchesteru City 1:1 na hřišti Bournemouthu, která přišla jen den po výhře londýnského klubu 1:0 nad Burnley. Tým Mikela Artety tak získal titul už kolo před koncem sezony.

KOMENTÁŘ: Výnos na dluhopisech USA je nejvyšší od roku 2007. Co to znamená pro ekonomiku?

Když rostou výnosy na investicích, je to přece dobrá zpráva, že? U dluhopisů to úplně neplatí. Výnosy na amerických státních dluhopisech s 30letou splatností jsou teď nejvyšší od roku 2007, kdy svět zažíval úsvit globální krize. Proč to může být problém?

Ukrajina uvedla, že zasáhla rafinerii v ruské Nižegorodské oblasti

Ukrajinská armáda uvedla, že zasáhla rafinerii v Kstovu v ruské Nižegorodské oblasti. Ruské úřady hlásí požár v průmyslových objektech, který podle nich způsobil pád trosek dronů. Podle ruského ministerstva obrany zasáhly poslední ukrajinské útoky opět většinu západního a středního Ruska.

Rusko zveřejnilo záběry z nácviku odpalu jaderné hlavice

Rusko dnes zveřejnilo záběry, které podle něj zachycují vojáky při přepravě jaderné hlavice k taktickým raketovým systémům Iskander-M, jejich nakládání a přesun na odpalovací pozice. Jde o součást rozsáhlého cvičení ruských jaderných sil, informovala agentura Reuters.

Čína je ochotna obnovit zdravé vztahy s ČR, řekl mluvčí tamní diplomacie

Peking je ochoten co nejdříve vrátit česko-čínské vztahy na cestu zdravého a stabilního rozvoje, řekl dnes podle agentury Reuters mluvčí čínského ministerstva zahraničí. Bližší podrobnosti nejsou známy.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama