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

V tureckých turistických oblastech hoří několik lesních požárů

Turecko dnes bojuje proti několika lesním požárům, které rozdmýchávají silné větry zejména v turistických oblastech na jihu země. Informovala o tom agentura AFP s odvoláním na místní úřady.

USA mají přes 18.200 případů cyklosporózy, ohnisko je v Michiganu

Spojené státy zaznamenaly přes 18.200 případů cyklosporózy, z toho přes 10.000 případů se týká amerického státu Michigan. Dnes o tom informovala agentura Reuters s tím, že v tomto nejpostiženějším státě USA za dne přibylo 397 případů. Průjmové onemocnění způsobené parazitem Cyklospora cayetanensis je v řadě případů spojováno s řetězcem rychlého občerstvení Taco Bell, který v některých regionech USA kvůli těmto incidentům vyřadil ze své nabídky saláty.

Útoky v Iráku zabily šest členů íránských gard, Katáib Hizballáh hrozí odvetou

Při americko-saúdských útocích na členy proíránské milice Hašd Šaabí v Iráku bylo mezi celkem 20 mrtvými šest poradců íránských revolučních gard, uvedla dnes agentura AP s odvoláním na irácké vojenské představitele. Agentura AFP dříve informovala o pěti zabitých poradcích. Reakce na americko-saúdské útoky je nevyhnutelná, varovala mezitím v Iráku působící proíránská milice Katáib Hizballáh.

První trailer odhaluje fantasy svět Children of Blood and Bone

Fantasy román Tomi Adeyemi míří na filmová plátna. První trailer láká na velkolepý svět inspirovaný západní Afrikou, boj za návrat magie i herecké obsazení, ve kterém nechybějí Viola Davis, Idris Elba nebo Regina King.

KOMENTÁŘ: Svět ji odepisoval kvůli AI. Teď je znovu nejhodnotnější firmou planety

Americká společnost Apple se znovu stala nejhodnotnější firmou světa, když na trůnu vystřídala čipového giganta Nvidii. Tržní kapitalizace Applu zároveň poprvé v historii na chvíli pokořila hranici pět bilionů dolarů. Před pár lety přitom mnozí jablíčkovou společnost odepisovali kvůli tomu, že si nechala ujet AI vlak.

Tygr sumaterský bojuje o přežití

Mezinárodní den tygrů připomíná, že budoucnost jednoho z nejvzácnějších poddruhů visí na vlásku. Tygr sumaterský dnes přežívá jen v několika oddělených populacích a čelí kombinaci hrozeb, které se navzájem posilují. Ochránci přírody proto upozorňují, že nestačí chránit jednotlivá zvířata. Rozhodující bude zachování jejich přirozeného prostředí i spolupráce s místními obyvateli.

Šok na trhu s ropou. Ceny letí vzhůru po nečekaném íránském útoku

Ceny ropy opět prudce rostou. Důvodem je „překvapivý“ íránský útok na americké cíle na Blízkém východě a americko-saúdské letecké údery na irácké milice podporované Teheránem. V Hormuzském průlivu navíc došlo k útokům na tři ropné tankery a podezřelým aktivitám došlo v Rudém moři. Americká blokáda íránských přístavů v Hormuzském průlivu zastavila 18 lodí.

ANALÝZA: Trump hledá cestu z války s Íránem. Stojí na stejném rozcestí jako v dubnu

Americký prezident Donald Trump, který se snaží najít cestu z vlastní války s Íránem, se již podruhé od jejího rozpoutání v únoru ocitl na rozcestí. Vydat se může třemi cestami, ani jedna však není snadná a ani zadarmo.

Dočasné příměří se hroutí. Írán útočí na USA a Saúdskou Arábii

Dočasný klid zbraní na Blízkém východě může být u konce. Írán zaútočil na americké síly rozmístěné na Blízkém východě. Všechny střely byly zneškodněny. USA to označily za „pokus o překvapivý útok Teheránu“. Informoval o tom i list The Guardian.

Trump jednal se Zelenským i Netanjahuem. Schůzky si pochvaloval

Americký prezident Donald Trump v úterý v Bílém domě jednal s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským a izraelským premiérem Benjaminem Netanjahuem. Obě schůzky Trump na sociálních sítích hodnotil pozitivně.

Keiko Fujimori se ujala funkce první prezidentky Peru

Peru má poprvé ve své historii prezidentku. Konzervativní politička Keiko Fujimori složila prezidentskou přísahu po těsném vítězství v červnových volbách. Do čela země přichází v době, kdy Peru čelí dlouhodobé politické nestabilitě, rostoucí kriminalitě i zpomalující ekonomice.

Bryan Kohberger odsouzený za čtyři vraždy studentů v Idahu otočil. Nyní tvrdí, že je nevinný

Bryan Kohberger, odsouzený za vraždu čtyř studentů v americkém státě Idaho, se snaží zvrátit své přiznání viny. Jeho krok vyvolal ostrou reakci rodiny jedné z obětí, která jej obvinila z manipulace a snahy znovu obrátit pozornost na svou osobu.

Muž s dvěma noži napadl v Paříži tři ženy. Zastavili ho kolemjdoucí

Muž vyzbrojený dvěma kuchyňskými noži napadl v Paříži tři ženy ve věku 19, 24 a 36 let. Dvě z nich utrpěly vážná zranění, podle francouzského ministra vnitra ale nejsou v ohrožení života. Útočníka pomohli zastavit kolemjdoucí, kteří ho drželi na zemi do příchodu policisty mimo službu.

Hasiči u Madridu bojují s ničivými požáry, situaci má ztížit nepříznivý vítr

Španělští hasiči se dnes ráno jen několik hodin před příchodem nepříznivého jižního větru snažili dostat pod kontrolu ničivé požáry, které zuří nedaleko Madridu. Podle ministra vnitra Fernanda Grande-Marlasky prožívá země kritické hodiny a dnešek je pro boj s požárem rozhodující, uvedla agentura AFP. Rozsáhlé požáry v okolí hlavního města spálily za posledních několik dní přibližně 77.000 hektarů a bylo kvůli nim evakuováno 63.000 lidí.

Obrat na trhu s ropou. Ceny po přerušení úderů prudce klesají

Ceny ropy klesají po přestávce ve vzájemných úderech mezi USA a Íránem. Investoři vidí naději na deeskalaci blízkovýchodního konfliktu, který vedl ke zdražování energií. Odborníci ale upozorňují, že eskalační riziko nepominulo.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama