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

Bílý dům oznámil dohodu o příměří mezi Ruskem a Ukrajinou u města Olešky

Manželka amerického prezidenta Melania Trumpová zprostředkovala podle vyjádření Bílého domu dohodu o dočasném příměří mezi Ruskem a Ukrajinou u města Olešky. Příměří podle amerických úřadů začne 29. října a umožní dopravu humanitární pomoci do města a také evakuaci civilistů. Zástupci obou bojujících stran se zatím k informaci o příměří nevyjádřili.

Nejméně jeden mrtvý po střelbě ve Francii. Útok šetří protiteroristická jednotka

Při střelbě ve francouzském městě Trappes jihozápadně od Paříže zemřel jeden člověk a nejméně čtyři další utrpěli zranění. Policie incident vyšetřuje jako možný teroristický čin. Podezřelého 39letého muže zadržela a umístila do vazby, oznámila francouzská vláda.

Ukrajina hlásí ruské útoky na města i elektrárnu, jeden člověk zahynul

Ukrajinské úřady hlásí zraněné po nočních ruských vzdušných útocích v Dněpropetrovské oblasti a ve městě Sumy. Terčem úderů se stala také tepelná elektrárna, což si vyžádalo přerušení výroby energie, uvedla dnes ráno ukrajinská energetická společnost DTEK. Rusko oznámilo útoky na ukrajinský přístav Vylkove, loď v Černém moři a železniční depo v Poltavské oblasti. Odpoledne Rusové zasáhli také severoukrajinský Černihiv, kde jeden člověk zahynul.

Finská vláda udělila licenci na provoz prvního trvalého jaderného úložiště světa

Finská vláda udělila firmě Posiva povolení k provozu prvního trvalého úložiště vyhořelého jaderného paliva na světě. Ve čtvrtek o tom informovala tato společnost, která má zřízení a správu zařízení na starosti. Stalo se tak 22 let po začátku stavby vyhloubené v žulovém masivu asi 450 metrů pod povrchem.

Francie si půjčuje nejdráže za 24 let. Investoři se obávají další dluhové krize

Francouzské státní dluhopisy se dostaly pod největší tlak za více než dvě desetiletí. Výnos desetiletých dluhopisů ve čtvrtek vystoupal až na 5,14 procenta, nejvýše od roku 2002. Investoři ztrácejí důvěru ve schopnost země ozdravit veřejné finance. Situaci zhoršují politická nejistota, protivládní protesty i obavy z dalšího růstu cen energií.

Včely medonosné vytlačují z květů divoké opylovače

Včely medonosné mohou představovat hrozbu pro divoké opylovače. Nový britský výzkum ukázal, že čmeláky, samotářské včely a další hmyz vytlačují z květů, aby získaly více pylu a nektaru. Rostoucí počet včelstev tak může zvyšovat konkurenci o potravu a komplikovat ochranu některých druhů opylujícího hmyzu.

Elon Musk rozšiřuje svůj vliv. Investoval miliardu dolarů do Skydance

Americký miliardář Elon Musk investoval přibližně miliardu dolarů do mediální společnosti Skydance, která nedávno dokončila rozsáhlé spojení Paramountu a Warner Bros. Discovery. Investice přichází v době, kdy se nový mediální gigant potýká s vysokým zadlužením a připravuje rozsáhlé úspory, které mohou stát tisíce lidí práci.

Salvador vyslal na Haiti vojáky. Tamním gangům poslal drsný vzkaz

Salvadorský prezident Nayib Bukele vyslal na Haiti speciální jednotky, které mají osvobodit čtyři příslušníky armády unesené místními gangy. Do karibské země dorazila stovka vojáků a očekávají se další posily. Prezident zároveň ozbrojencům pohrozil tvrdou odvetou, pokud zajatce nepropustí živé a nezraněné. V oblasti mezitím pokračují intenzivní boje, které si vyžádaly několik obětí.

Kdo bude novým Jamesem Bondem? K závěrečným zkouškám mají údajně nakročeno tři herci

Hledání nového představitele Jamese Bonda se podle zákulisních informací blíží do finále. Studio Amazon MGM Studios se chystá zahájit další kolo kamerových zkoušek, kterých by se měli zúčastnit Jack Lowden, Callum Turner a Josh O'Connor. Ve hře je údajně také čtvrtý, dosud nejmenovaný herec. Jméno nástupce Daniela Craiga by mohlo být oznámeno ještě letos.

Netanjahu nařídil uzávěru Západního břehu Jordánu po střelbě z dnešního rána

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu ohlásil uzávěru okupovaného Západního břehu Jordánu kvůli střelbě z dnešního rána u města Hebron. Uvedla to agentura AFP. Blokáda by měla začít dnes. Netanjahu také nařídil armádě okamžitě vytvořit kolem města Hebron kordon.

Polsko zachvátily protesty. Lidé se bouří proti přísným potratovým zákonům

Tisíce lidí vyšly ve čtvrtek do ulic polských měst, aby požadovaly zmírnění přísných interrupčních zákonů. Demonstrace se uskutečnily ve Varšavě a dalších více než dvaceti městech při příležitosti šestého výročí rozhodnutí ústavního soudu, které výrazně omezilo přístup k potratům. Protestující zároveň kritizují vládu premiéra Donalda Tuska, která podle nich nedodržela své předvolební sliby.

Silné zemětřesení v Tibetu si vyžádalo 16 obětí. Tisíce lidí musely opustit domovy

Čínskou oblast Tibetu zasáhlo ve čtvrtek večer silné zemětřesení o magnitudu 7,0, které si vyžádalo nejméně 16 lidských životů. Počet zraněných vzrostl na 65, z toho 11 lidí utrpělo vážná zranění. Otřesy zničily stovky domů a více než 12 tisíc obyvatel muselo být evakuováno. Záchranné práce komplikuje náročný horský terén, sesuvy kamení i mrazivé počasí.

Musk obnovil Ukrajině přístup k satelitní síti Starlink, tvrdí Trump

Šéf společnosti SpaceX Elon Musk obnovil Ukrajině přístup k satelitní síti Starlink, prohlásil ve čtvrtek večer podle tiskových agentur americký prezident Donald Trump. Odmítl však říci, zda s Muskem o věci přímo hovořil. Kyjev si v posledních dnech stěžoval na omezení rychlosti připojení k systému, na kterém je ukrajinská armáda závislá při obraně proti ruské agresi a který využívá ke komunikaci na bojišti i k provozu dronů.

Evropa přitvrzuje vůči Hútíům. Požaduje jejich zařazení na seznam teroristických organizací

Evropský parlament vyzval k zařazení jemenských povstalců Hútíů na unijní seznam teroristických organizací. Reaguje tak na pokračující útoky Íránem podporovaného hnutí na Saúdskou Arábii a obchodní lodě v Rudém moři. Europoslanci požadují také zmrazení jeho finančních prostředků a přerušení zdrojů financování. Konečné rozhodnutí však musí jednomyslně schválit členské státy Evropské unie (EU).

Úřady zakázaly sobotní demonstrace v Marseille a pařížský protest žlutých vest

Úřady zakázaly demonstrace v Marseille a okolí tuto sobotu, kdy se plánovaly další protesty proti drahému živobytí. Uvedla to dnes agentura AFP. Úřady také vyhlásily na sobotu zákaz nočního vycházení v tomto druhém nejlidnatějším francouzském městě. V Paříži vydaly zákaz demonstrací nahlášených hnutím Žlutých vest. V neděli budou demonstrace zakázané ve městě Orléans, kde se bude konat sjezd krajně pravicového Národního sdružení (RN).
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama