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

Magyar oznámil, že jeho vláda spustí odvolání hlavy státu ústavním dodatkem

Maďarský premiér Péter Magyar dnes v parlamentu oznámil, že jeho vláda se rozhodla dosáhnout odchodu prezidenta Tamáse Sulyoka z funkce ústavním dodatkem. Uvedl také, že v září začne příprava komplexní reformy ústavy, do které se má podle představ nové vlády zapojit celá společnost. Následně bude návrh ústavy předložen občanům ke schválení v referendu, uvedl podle agentur.

Tříletý chlapec, vhozený do krokodýlího výběhu v britské zoo, je z nejhoršího venku

Tříletý chlapec, který ve čtvrtek utrpěl vážná zranění po incidentu ve výběhu s krokodýly v zoologickém areálu Johnsons of Old Hurst v britském hrabství Cambridgeshire, již není v kritickém stavu. Policie oznámila, že jeho zdravotní stav se stabilizoval.

Andy Burnham uvedl, že bude usilovat o post šéfa labouristů a britského premiéra

Bývalý starosta Manchesteru a nynější poslanec Andy Burnham dnes oznámil, že se bude ucházet o post lídra Labouristické strany a tím i předsedy britské vlády. Učinil tak podle všeobecného očekávání krátce poté, co na funkci vůdce labouristů pod sílícím tlakem vlastních spolustraníků rezignoval premiér Keir Starmer. Burnham mu poděkoval za jeho působení v roli předsedy vlády.

Chalamet a Gomez propůjčí hlasy nové animované dvojici

Timothée Chalamet a Selena Gomez se potkají v novém animovaném filmu Not Alone. Chystá ho studio Illumination, které stojí za značkami jako Já, padouch, Mimoni nebo Super Mario Bros. ve filmu.

Írán souhlasil s návratem inspektorů jaderné agentury, řekl J. D. Vance

Teherán souhlasil s návratem inspektorů Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) do Íránu. Na tiskové konferenci to dnes uvedl americký viceprezident J. D. Vance poté, co v noci na dnešek skončilo ve švýcarském Bürgenstocku první kolo americko-íránských rozhovorů na vysoké úrovni. Jednání o působení inspektorů začne již tento týden, dodal Vance s tím, že půjde o první krok k trvalému ukončení íránského programu vývoje jaderných zbraní. Teherán opakovaně popírá, že by o atomovou zbraň usiloval.

Evropu dusí extrémní vedra. Ve Francii zemřeli tři lidé, Británii čeká až 40 stupňů

Evropu zasáhla jedna z nejvýraznějších vln veder letošního roku. Teploty ve Francii a Španělsku překračují 40 stupňů Celsia, úřady vydávají nejvyšší výstrahy a horko si už vyžádalo první oběti. Mimořádně teplé počasí míří také do Británie, kde meteorologové varují před podmínkami ohrožujícími zdraví i běžný chod země.

KOMENTÁŘ: Růst o stovky procent za rok. Intel a Micron jsou teď ve středu AI mánie

Poprask kolem akcií spojených s umělou inteligencí nadále trvá, momentum po Nvidii přebírají další dvě americké firmy. Intel a Micron předvádějí na burze extrémně vysoké zhodnocení. První jmenovaný nově těží i z dohody s Applem, kterou oslavil i Donald Trump.

Počet potvrzených případů eboly v Kongu přesáhl 1000

Počet potvrzených případů eboly v Kongu přesáhl 1000. K nedělnímu večeru oznámily místní úřady 1003 nakažených a 254 zemřelých, informovala dnes agentura Reuters. V sobotní aktualizaci konžská vláda uvedla, že počet potvrzených případů činí 956 a počet úmrtí 247.

Jihokorejský exministr spravedlnosti dostal 25 let za podíl na stanném právu

Jihokorejský soud dnes uložil exministru spravedlnosti Pak Song-čeovi 25 let vězení za jeho klíčovou roli při vzpouře tím, že se předloni podílel na snaze někdejšího prezidenta Jun Sok-jola vyhlásit stanné právo. Napsala to agentura Jonhap. Kvůli mimořádnému stavu dostal Jun doživotí a vysoké tresty vězení dostali i další členové vlády včetně expremiéra.

Ceny ropy klesají. Pokrok v rozhovorech mezi USA a Íránem ulidňuje trhy

Ceny ropy si v posledních dnech drží volatilní povahu. Po oznámení Íránu o opětovném uzavření Hormuzského průlivu mírně vzrostly. Mediátoři Katar a Pákistán však následně oznámili pokrok po prvním dni jednání mezi americkými a íránskými představiteli ve Švýcarsku, což poslalo ceny černého zlata níže. Obě strany se dohodly na plánu, jehož cílem je dosáhnout konečné dohody do 60 dní. Rozhovory budou pokračovat po zbytek týdne, přičemž jedním z hlavních témat budou boje mezi Izraelem a Hizballáhem.

Na Moskvu útočily desítky ukrajinských dronů, metropole dočasně zavřela letiště

Protivzdušná obrana od začátku dnešního dnes zneškodnila 80 ukrajinských dronů mířících na Moskvu, ohlásil její starosta Sergej Sobjanin. Informace o případných škodách nejsou k dispozici. Nad ránem byla na půldruhé hodiny zavřená čtyři letiště v ruském hlavním městě.

Britský premiér Keir Starmer rezignoval. V čele britské vlády zůstane do výběru nástupce

Britský premiér Keir Starmer dnes oznámil, že odstupuje z funkce lídra vládní Labouristické strany. V čele kabinetu zůstane, dokud strana v příštích týdnech nevybere jeho nástupce. Starmer to řekl novinářům před premiérským úřadem v londýnské Downing Street.

První jednání mezi Íránem a USA ve Švýcarsku skončilo, Teherán hovoří o pokroku

Írán a Spojené státy se dohodly na cestovní mapě směřující k dosažení konečné dohody do 60 dní. Uvedly to dnes brzy ráno Katar a Pákistán, které zprostředkovávají jednání o trvalém ukončení války s Íránem. Technické diskuse se povedou do konce týdne, uvádí v prohlášení ke konci víkendového prvního kola jednání ve Švýcarsku na základě memoranda o porozumění podepsaného minulý týden. Íránský ministr zahraničí Abbás Arakčí dnes podle agentur pochválil Pákistán a Katar za jejich zprostředkování rozhovorů ve Švýcarsku a uvedl, že "dosáhli významného pokroku".

Rusové pronikají do klíčového města. Zvyšují úsilí o dobytí Donbasu

Ruský postup na Ukrajině se v posledních měsících zastavil. Obránci podle svých slov letos dobyli více území, než kolik ztratili. Podařilo se jim dokonce narušit zásobovací trasy na Krym. Ukrajinské síly mezitím provádějí mohutné dronové údery hluboko uvnitř Ruska. V plamenech se ocitla i Moskva. Zatímco to vypadá, že situace hraje do karet Kyjevu, nepřítel infiltroval strategicky důležité město Kosťantynivka.

Manželka španělského premiéra Sáncheze nesmí opustit zemi, čelí obvinění z korupce

Manželka španělského premiéra Pedra Sáncheze, Begoña Gómez, bude čelit soudnímu procesu kvůli obviněním z korupce. Rozhodl o tom soudce Juan Carlos Peinado, který jí zároveň zakázal opustit území Španělska.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama