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

Spojené státy odtajnily další část dosud utajovaných složek o UFO

Americké ministerstvo obrany dnes zveřejnilo další část dosud utajovaných složek o pozorování neidentifikovaných létajících objektů (UFO). Informovala o tom stanice CBS News, která poznamenala, že mezi nově dostupnými daty je i 51 videí a sedm zvukových nahrávek.

Jeden mrtvý a několik raněných po výbuchu v maďarském podniku

Jeden člověk přišel dnes ráno o život a několik dalších utrpělo zranění při výbuchu v petrochemickém závodě společnosti MOL ve městě Tiszaújváros na východě Maďarska, oznámily maďarské úřady.

Britští vědci hlásí, že vyvíjejí vakcínu proti ebole. Hotovo by měli mít v řádu měsíců

Vědci z Oxfordské univerzity pracují na nové experimentální vakcíně proti vzácnému kmenu eboly Bundibugyo, která by mohla být připravena ke klinickým testům už během dvou až tří měsíců. Vývoj probíhá ve zrychleném režimu kvůli rostoucím obavám z epidemie v Demokratické republice Kongo.

Tisíce Kubánců demonstrují proti USA po obvinění Raúla Castra

Tisíce Kubánců dnes vyrazily v Havaně demonstrovat proti Spojeným státům, které tento týden obvinily dlouholetého kubánského lídra Raúla Castra z vraždy kvůli sestřelení dvou malých letadel kubánskou armádou v únoru 1996. Do protestu se zapojilo i vedení země včetně prezidenta Miguela Díaze-Canela, napsala agentura Reuters. Sám čtyřiadevadesátiletý Castro nedorazil. Havana označila krok amerických úřadů za záminku k invazi na ostrov v době, kdy prezident Donald Trump stupňuje tlak na kubánský komunistický režim.

USA posílají miliardy do technologií, které mohou změnit bezpečnost kryptoměn

Americká vláda chce posílit kvantové technologie a připravuje více než dvě miliardy dolarů na podporu firem, které vyvíjejí nový typ výpočetního hardwaru. Investice zároveň znovu otevírá otázku, jak odolné budou Bitcoin, Ethereum a další digitální systémy ve chvíli, kdy kvantové počítače jednou dorostou do prakticky využitelné síly.

Rakousko bude dál kontrolovat hranice, aktuální způsob neztěžuje dopravu

Rakouské kontroly na společných hranicích s Českem budou nadále pokračovat, posunuly se ale do pohraničního vnitrozemí, takže nezatěžují dopravu turistů ani pravidelně dojíždějících lidí. Po dnešním jednání se svým rakouským protějškem Gerhardem Karnerem to uvedl ministr vnitra Lubomír Metnar (ANO).

Nawrocki poděkoval Trumpovi za oznámené vyslání vojáků do Polska

Polský prezident Karol Nawrocki poděkoval svému americkému protějšku DonalduTrumpovi za vyslání dalších vojáků do Polska, které Trump oznámil ve čtvrtek. Krok potvrzuje pevnost vztahů Polska s USA, uvedl polský ministr obrany Wladyslaw Kosiniak-Kamysz. Washington v minulých dnech hovořil o odkladu vyslání nových jednotek do Polska, což vzbudilo obavy v zemi usilující o co největší americkou vojenskou přítomnost v době ruské agrese na Ukrajině.

Ropa zdražuje. Írán odmítl klíčový požadavek USA

Ceny ropy se vrátily k růstu poté, co íránský nejvyšší vůdce ajatolláh Modžtabá Chámeneí vydal pokyn, aby vysoce obohacený uran nebyl posílán do zahraničí. Nařízení by mohlo dále frustrovat amerického prezidenta Donalda Trumpa, zkomplikovat rozhovory o ukončení americko-izraelské války proti Íránu a vést k obnovení útoků.

Rusko a Ukrajina informují o desítkách raněných po vzájemných útocích

Nejméně 35 lidí bylo zraněno při náletu ukrajinských dronů, který zasáhl internát ve Starobilsku v okupované části Luhanské oblasti na východě Ukrajiny, uvedly ruské úřady. Raněné po ruských útocích hlásí také Ukrajina.

Češi se znovu vracejí k hypotékám

Český hypoteční trh se po delším útlumu opět probouzí. Banky hlásí výrazný vyšší zájem o úvěry na bydlení a tuzemské domácnosti se po období opatrnosti vracejí k plánům na koupi vlastního bytu či domu. Naděje na levnější bydlení je však v nedohlednu, protože ceny nemovitostí začínají opět stoupat.

Rubio označil Kubu za hrozbu pro USA. Havana hovoří o lžích a agresi

Kuba představuje hrozbu pro národní bezpečnost USA, prohlásil americký ministr zahraničí Marco Rubio. Kubánský ministr zahraničí Bruno Rodríguez označil jeho výroky za lživé. Stalo se tak den poté, co americká administrativa obvinila bývalého kubánského prezidenta Raúla Castra ze sestřelení dvou civilních letadel v roce 1996, při němž zahynuli američtí občané.

Otevření nové americké ambasády v Grónsku provázely protesty

Ve grónském Nuuku ve čtvrtek protestovaly stovky lidí proti otevření nové americké diplomatické mise. Demonstranti reagovali hlavně na výroky prezidenta Donalda Trumpa a dalších amerických představitelů o větším vlivu USA v Grónsku.

OSN podpořila historické klimatické rozhodnutí

Valné shromáždění OSN podpořilo rezoluci navazující na stanovisko světového soudu, podle kterého mají státy právní povinnost řešit změnu klimatu. Proti se postavilo jen několik zemí včetně Spojených států.

Českou ekonomiku přibrzdí dražší energie

Česká ekonomika letos dál poroste, ale pomaleji, než se ještě nedávno čekalo. Domácnostem má pomáhat růst mezd, část zlepšení však mohou spolknout dražší energie a nejistota kolem dalšího vývoje v zahraničí.

Kanada vydřela výhru nad Norskem po prodloužení

Kanadští hokejisté poprvé na mistrovství světa ztratili bod. Ve Fribourgu dlouho tahali za kratší konec proti bojovnému Norsku, které ještě dvě minuty před koncem vedlo 5:4. Favorit nakonec zachránil Ryan O’Reilly a po 29 sekundách prodloužení rozhodl hattrickem Mark Scheifele. Kanada vyhrála 6:5, ale k senzaci chyběl Norům jen malý krok.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama