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

Podle Švédska je nový návrh sedmiletého rozpočtu EU nepřijatelný

Nový návrh sedmiletého rozpočtu EU, který dnes představilo irské předsednictví, je podle Švédska nepřijatelný. Celkový objem prostředků v rozpočtu se musí dále výrazně snížit, uvedla na sociální síti X švédská ministryně pro evropské záležitosti Jessica Rosencrantzová. Švédsko patří společně s Německem, Nizozemskem či Rakouskem mezi čisté plátce do unijního rozpočtu, kteří požadovali snížení rozpočtu o několik set miliard eur. Návrh odmítli i spoluzpravodajové Evropského parlamentu pro příští rozpočet Siegfried Mureșan a Carla Tavaresová, nicméně z opačného důvodu. Vadí jim škrty a osekávání výdajů na obranu i konkurenceschopnost.

Nejméně 15 lidí zahynulo po ruském bombardování Záporoží

Nejméně 15 lidí přišlo o život při ruském bombardování Záporoží na jihovýchodě Ukrajiny, oznámil ministr vnitra Ivan Vyhivskyj. Dříve ukrajinský prezident informoval o 12 obětech. Záchranáři z trosek po osmi hodinách vyprostili živou ženu. V Kyjevě kvůli vypínání elektřiny, zaviněného ruskými útoky na energetiku, úřady přerušily načas provoz metra, potíže jsou i s dodávkami vody. V Charkově hoří zdravotnické zařízení po zásahu ruským dronem, napsal starosta druhého největšího města Ihor Terechov na telegramu.

Demokratičtí lídři v Senátu USA kritizují Trumpovu dohodu s Putinem o naftě

Demokratičtí lídři v Senátu USA kritizují jako naprostou zradu Ukrajiny, evropských spojenců a americké bezpečnosti dohodu amerického prezidenta Donalda Trumpa s jeho ruským protějškem Vladimirem Putinem o naftě. Ve společném prohlášení v čele s šéfem senátních demokratů Chuckem Schumerem hovoří o zoufalém ujednání s "vrahounským diktátorem". Dohodu kritizovali i někteří republikáni. Trump v pátek oznámil dohodu s Moskvou o dodávkách nejméně 300.000 tun nafty na americký a světový trh.

Trump jmenoval novou mluvčí Bílého domu, ta nyní pracuje pro jeho Truth Social

Novou mluvčí Bílého domu bude Katie Zacharia. Její jmenování v pátek oznámil americký prezident Donald Trump na své sociální síti Truth Social, přičemž ji nazval svou loajální stoupenkyní. Trump uvedl, že Zachariaová v současnosti pracuje jako poradkyně pro komunikaci právě na platformě Truth Social. Výběr Zachariaové je podle agentury Reuters další připomínkou úzkých vazeb Trumpovy administrativy na jeho širší politické a mediální aktivity.

Pobřežní lesy v Severní Karolíně mizí stále rychleji

Pobřežní lesy v Severní Karolíně rychle ustupují. Od poloviny 80. let zmizela více než pětina jejich rozlohy a tempo úbytku se v posledních letech zrychluje. Hlavní příčinou je stoupající hladina moře, která přivádí slanou vodu dál do vnitrozemí.

Hurikán Isaias vstoupil na pobřeží Floridy a zeslábl, způsobil však záplavy

Hurikán Isaias, který je první bouří letošní atlantické sezony, v pátek místního času (v noci na dnešek SELČ) dosáhl pobřeží amerického státu Florida a později zeslábl na postropickou cyklonu. V částech Floridy a Alabamy živel způsobil záplavy a rozsáhlé výpadky elektřiny. Informovalo o tom americké Národní středisko pro hurikány (NHC). Úřady vydaly pro pobřežní oblasti varování a už dříve vyzvaly obyvatele k evakuaci.

Delta má rekordní tržby, drahé palivo jí ale sráží zisk

Americká letecká společnost Delta Air Lines vykázala za třetí čtvrtletí rekordní tržby, přesto výrazně zhoršila výhled letošního zisku. Rostoucí ceny leteckého paliva totiž zvyšují náklady rychleji, než je firma dokáže pokrývat vyššími cenami letenek. Za celý letošní rok očekává meziroční nárůst výdajů za palivo přibližně o šest miliard dolarů.

Turecko po čtyřech porážkách odvolalo trenéra Montellu

Turecká fotbalová reprezentace mění trenéra. Vincenzo Montella skončil po třech letech ve funkci, když jeho svěřenci prohráli všechny čtyři zápasy Ligy národů. Italský kouč doplatil také na neúspěšné mistrovství světa. Turecko přitom prožívá podobnou výsledkovou krizi jako český národní tým.

Panamu zasáhla dvě silná zemětřesení

Panamu v pátek zasáhla dvě silná zemětřesení o magnitudu 7,7 a 6,6. Otřesy poškodily stovky budov, silnice i historické památky a vyvolaly evakuace obyvatel. Podle sobotní bilance utrpělo nejméně 27 lidí lehká zranění, oběti na životech zatím hlášeny nejsou. Úřady také odvolaly původně vydané varování před tsunami.

Jessica Biel míří do filmu o světě Playboye. Hefnerova vdova ji před rolí varuje

Připravovaný film Playmates vyvolal spor ještě před uvedením. Crystal Harris, vdova po zakladateli Playboye Hughu Hefnerovi, veřejně vyzvala Jessicu Biel, aby svou účast zvážila, pokud má snímek prostředí Playboye nebo samotného Hefnera romantizovat. Biel má ve filmu ztvárnit jeho fiktivní manželku.

Včely přestávají poznávat vůni květin. Vědci popsali neviditelnou hrozbu

Znečištění ovzduší může ztížit opylovačům vyhledávání květin. Vědci zjistili, že narušuje pachové signály květin, což pak mate včely, můry a další hmyz. Schopnost opylovačů vyhledávat potravu podle nich může klesnout o více než polovinu.

Kryptofirmy žalují BitGo o 141 milionů dolarů kvůli údajnému předčasnému prodeji tokenů

Dvě společnosti napojené na kryptoměnovou firmu DWF Labs žalují správce digitálních aktiv BitGo o 141 milionů dolarů. Tvrdí, že BitGo prodal tokeny Falcon Finance a ESPORTS ještě před vypršením smluvené doby uzamčení a způsobil tím propad jejich ceny. BitGo se k žalobě zatím nevyjádřil.

EU tlačí na Čínu kvůli obchodní nerovnováze. Šefčovič chce hmatatelné výsledky

Evropská unie a Čína uzavírají v Pekingu dva dny obchodních rozhovorů zaměřených na rostoucí nerovnováhu ve vzájemném obchodu. Brusel požaduje konkrétní kroky, které by evropským firmám usnadnily přístup na čínský trh a pomohly vyrovnat obchodní vztahy mezi oběma ekonomikami.

Bojuj, Minnesoto! Trump vyzval k odporu vůči somálským migrantům

Americký prezident Donald Trump vyzval obyvatele státu Minnesota, aby se postavili na odpor somálským imigrantům. Šéf Bílého domu vzkázal tamnímu guvernérovi a také starostovi, že federální vláda je připravena poskytnout potřebnou pomoc.

Nobelovu cenu za mír získala jihoafrická právnička a soudkyně Pillay

Nobelovu cenu za mír získala jihoafrická právnička Navanethem "Navi" Pillay za snahu o prosazování míru a mezinárodního práva, oznámil Nobelův výbor. Někdejší soudkyně Mezinárodního trestního soudu (ICC) a Mezinárodního tribunálu pro Rwandu (ICTR) vždy neochvějně hájila principy mezinárodního právního řádu, spravedlnost a lidskou důstojnost, uvedl výbor udělující ocenění.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama