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 USA usvědčili muže z Rwandy, který léta zapíral svou účast na genocidě. Hrozí mu desítky let vězení

Téměř třicet let se mu dařilo tajit svou minulost. Čtyřiapadesátiletý Eric Nshimiye, původem ze Rwandy, byl nyní ve Spojených státech uznán vinným z křivé výpovědi a maření spravedlnosti. Podle amerických vyšetřovatelů se aktivně podílel na rwandské genocidě v roce 1994, během níž zahynulo přibližně 800 tisíc lidí. Svou účast na masakrech však opakovaně popíral, a to i pod přísahou před federálním soudem.

Počet obětí středeční srážky vlaků ve Španělsku vzrostl na 74

Počet obětí středeční srážky vlaků v centrální části Španělska v provincii Toledo vzrostl na 74, napsala dnes agentura AFP s odkazem na španělské ministerstvo dopravy. Předseda vlády v regionu, kde se neštěstí stalo, Emiliano García-Page, již dříve uvedl, že v nemocnicích zůstává pět desítek ze 110 hospitalizovaných po nehodě. Ve Španělsku dnes začal třídenní státní smutek, v poledne lidé uctili oběti tragédie minutou ticha.

KOMENTÁŘ: Boj o koncesionářské poplatky. Jsou česká veřejnoprávní média v ohrožení?

Návrh zákona o zrušení televizních a rozhlasových poplatků prošel prvním čtením v 4:36 hodin ráno. Vehnal do ulic desítky tisíc protestujících, urychlené řízení sklízí kritiku i od EU. Znepokojivě neobvyklý postup Babišovy vlády podrývá nejen nezávislost médií, ale i křehkou tuzemskou demokracii.

Ruský dronový útok na ukrajinské nádraží zabil nejméně třináct lidí

Třináct mrtvých a nejméně deset zraněných si vyžádal čtvrteční ruský dronový útok na železniční nádraží v ukrajinském Dněpru. Bezpilotní letoun s proudovým pohonem zasáhl nástupiště plné cestujících, na kterém právě stál vlak směřující do Záporoží. Mezi zraněnými je také jedenáctiletý chlapec. Ruské útoky na ukrajinskou železniční infrastrukturu v posledních měsících výrazně zesílily.

Velká změna v čele ECB. Lagarde oznámila předčasný konec

Evropská centrální banka (ECB) přijde o svou prezidentku dříve, než se očekávalo. Christine Lagarde ve čtvrtek oznámila, že 7. února příštího roku odstoupí z funkce, přestože její mandát měl skončit až v říjnu 2027. Rozhodnutí otevírá otázku budoucího vedení jedné z nejvlivnějších evropských finančních institucí v době rostoucí ekonomické nejistoty.

Hackeři zasadili DHS tvrdou ránu. Odhalili data tisíců zaměstnanců včetně tajných agentů

Spojené státy čelí dalšímu rozsáhlému úniku citlivých informací. Hackerská skupina zveřejnila osobní údaje více než 40 tisíc pracovníků ministerstva vnitřní bezpečnosti (DHS), včetně osob zapojených do zpravodajských a tajných operací. Jde již o třetí závažný bezpečnostní incident tohoto druhu během několika posledních týdnů.

Extrémní teploty a miliardové škody. Evropa se připravuje na oteplení o 3 stupně Celsia

Evropská unie se připravuje na budoucnost, v níž budou extrémní vedra, povodně a rozsáhlé požáry představovat stále vážnější hrozbu. Evropská komise (EK) představila nová pravidla, která mají členské státy přimět k důslednější ochraně obyvatel před klimatickými katastrofami. Brusel přitom počítá i se scénářem globálního oteplení o tři stupně Celsia do konce století. Na pomoc domácnostem však žádné nové prostředky nenabízí.

Přirozená obnova tropických lesů omezuje šíření invazních druhů

Tropické lesy mají přirozenou schopnost bránit se šíření nepůvodních stromů. Nový výzkum ukázal, že zatímco v prvních letech obnovy mohou tyto druhy převládat, s postupným růstem původních dřevin jejich zastoupení klesá. Přirozená obnova lesů tak může pomáhat chránit biologickou rozmanitost i stabilitu lesních ekosystémů.

Albánie přitvrdila proti demonstrantům. Za pouhou účast na protestu hrozí astronomická pokuta

Albánská vláda přitvrdila vůči protivládním demonstracím, které už několik měsíců otřásají hlavním městem Tiranou. Nově mohou lidé dostat pokutu až 500 tisíc leků (zhruba 134 tisíc korun), přestože se sami žádného násilí nedopustili. Opatření přichází v době sílících protestů požadujících odstoupení premiéra Ediho Ramy.

Vance poslal dopis šéfovi íránské bezpečnostní rady kvůli jednání o míru

Americký viceprezident J.D. Vance zaslal dopis šéfovi íránské Nejvyšší rady národní bezpečnosti Mohsenu Rezáímu ve snaze oživit mírové rozhovory. Dnes to napsal list The Wall Street Journal (WSJ) s odvoláním na nejmenované americké činitele a další své zdroje. Vance tak učinil na pokyn prezidenta Donalda Trumpa.

Hegseth odvolal hlavního plánovače Pentagonu. Hrozí obnovení úderů proti Íránu

Americký ministr obrany Pete Hegseth odvolal jednoho z nejvýše postavených vojenských plánovačů Pentagonu. Generálporučík Brett Sylvia opouští funkci v době, kdy administrativa prezidenta Donalda Trumpa připravuje možné obnovení úderů proti Íránu. Americké síly na Blízkém východě jsou schopny zahájit rozsáhlou operaci během pouhých 96 hodin od vydání rozkazu.

Cyklon Arnab v Indii zabil nejméně šest lidí, část pobřeží je bez elektřiny

Cyklon Arnab, který ve středu zasáhl indický stát Ándhrapradéš, připravil o život nejméně šest lidí, informovala agentura Reuters s odvoláním na oficiální zdroje.

ANALÝZA: Putin ani přes Trumpovy ústupky nepolevuje ve svých požadavcích. Má vůbec diplomacie smysl?

Donald Trump se snaží ukončit válku na Ukrajině prostřednictvím diplomatického tlaku, ekonomických pobídek a přímých jednání s Moskvou. Dosavadní výsledky však naznačují, že americký prezident a Vladimir Putin přistupují k mírovému procesu se zásadně odlišnými očekáváními. Zatímco Washington hledá cestu k dohodě, Kreml nadále trvá na územních požadavcích a omezení budoucí bezpečnostní politiky Kyjeva. Další kolo rozhovorů se přitom může uskutečnit už 10. listopadu v Abú Zabí. Je otázkou, zda skutečně může někam vést.

KLDR vypálila asi tucet balistických střel krátkého doletu

Severní Korea dnes vypálila zhruba tucet balistických střel krátkého doletu směrem k Japonskému moři, uvedl jihokorejský Sbor náčelníků štábů (JCS). Ten nejprve oznámil, že Pchjongjang vypálil jeden neidentifikovaný projektil. Japonská pobřežní stráž předtím uvedla, že šlo zřejmě o balistickou střelu, která již dopadla do moře. O incidentu informovaly agentury AFP a Reuters.

Rusko v noci na dnešek zničilo 1214 ukrajinských dronů, což je patrně rekord

Ruská protivzdušná obrana v noci na dnešek nad mnoha částmi Ruska zničila 1214 ukrajinských bezpilotních letounů, uvedlo podle agentury TASS ministerstvo obrany v Moskvě. Je to patrně rekordní počet. Na řadě letišť byl omezen provoz. O velkých škodách v důsledku ukrajinských útoků se ale TASS nezmiňuje.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama