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

Hovory přinesly dobrý impuls k nalezení řešení do konce roku, řekl Arachamija

Mírové rozhovory v Abú Zabí přinesly dobrý impuls k nalezení řešení do konce roku, uvedl podle serveru RBK-Ukrajina člen ukrajinské delegace a poslanec Davyd Arachamija. Tuto informaci podle agentury AFP dále nerozvedl a zároveň zmínil obtíže, které podle něj nelze nyní zveřejnit. Vedoucí ukrajinské delegace a šéf civilní rozvědky Rustem Umerov k rozhovorům napsal, že mezi stanovisky zúčastněných stran i nadále přetrvávají značné rozdíly. Jednání však podle něj mají potenciál.

Španělsko ochromila generální stávka, po celé zemi se konají demonstrace

Španělsko dnes ochromila generální stávka, první za 14 let, kterou podpořily hlavní odborové svazy. Omezena byla mimo jiné hromadná doprava a částečně i zdravotní a sociální služby. Protestující blokovali několik silnic vedoucích do Madridu, do Barcelony i dalších měst. Po celé zemi se konaly demonstrace a při střetech v některých městech byly zatčeny asi tři desítky lidí, napsal server rtve.es. Důvodem stávky je zejména bytová krize a rostoucí životní náklady.

V Kanadě zabili čtyři medvědy grizzly, samici a tři mláďata, po smrtícím útoku na matku s dcerou

Úřady v kanadské provincii Britská Kolumbie nechaly usmrtit čtyři medvědy grizzly, kteří podle výsledků vyšetřování stáli za smrtelným útokem na matku a její dceru. Jennifer Balcarras (48) a její dcera Selah Reed (20) zemřely na začátku listopadu při odpolední procházce po turistických stezkách v oblasti Bella Coola.

Írán ukázal podzemní raketové město

Íránské revoluční gardy (IRGC) ukázaly záběry podzemních tunelů a prostor, v nichž jsou uloženy balistické střely, střely s plochou dráhou letu či mobilní zařízení pro jejich odpalování. Íránská tisková agentura ISNA, která video zveřejnila, komplex nazvala podzemním raketovým městem. Záběry kromě vojenského materiálu zachycují velitele vzdušných sil íránských revolučních gard Madžída Músavího a náčelníka generálního štábu íránských ozbrojených sil Alího Abdolláhího, kteří komplexem projíždějí v otevřeném terénním vozidle a posléze promlouvají k vojákům.

Tisíce škol v Itálii a Británii dostaly výhrůžky bombou, žádné nebyly nalezeny

E-mail s bombovou výhrůžkou obdrželo v Itálii na 6000 škol, uvedl dnes podle médií ministr školství Giuseppe Valditara. Policie zatím v žádné z nich bombu nenalezla. Některé školní budovy nebyly ani evakuované. Bombové výhrůžky dostaly i školy ve Skotsku a v Severním Irsku, kde je policie sice také prověřovala, ale zároveň uvedla, že je nepovažuje za věrohodné.

KOMENTÁŘ: Účet bilion dolarů za hříšnou noc. Kolaps Nvidie se zapíše do dějin

Skandál kolem nevěry šéfa Nvidie Jensena Huanga bobtná do takových rozměrů, které by se ještě před pár týdny nemohly objevit ani v těch nejhorších nočních můrách akcionářů. Ještě na začátku října firma sahala po rekordním ocenění, teď sčítá ztráty přesahující 1,5 bilionu dolarů.

Nedostatek živin může urychlit podzimní opadávání listí

Podzimní zbarvení a opadávání listů nezávisí jen na počasí a délce dne. Důležitou roli hraje také poměr živin v listech stromů. Nový výzkum amerických lesů ukázal, že nerovnováha mezi dusíkem a fosforem souvisí s dřívějším stárnutím listů a může zkrátit období, během kterého stromy pohlcují oxid uhličitý.

Indonésií otřásá politická krize. Viceprezidentovi hrozí sesazení kvůli spornému vzdělání

Indonésie čelí vážné politické krizi, která může skončit odvoláním viceprezidenta Gibrana Rakabuminga Raky. Více než stovka poslanců podepsala petici požadující zahájení procesu jeho sesazení. Důvodem jsou pochybnosti o vzdělání čtyřiatřicetiletého politika, který je synem bývalého prezidenta Joka Widoda. Nejvyšší soud navíc zrušil dokument, díky němuž mohl Gibran před dvěma lety kandidovat ve volbách.

V Abú Zabí skončily mírové rozhovory mezi Ukrajinou, Ruskem a USA

V Abú Zabí skončilo trojstranné jednání mezi zástupci Ukrajiny, Ruska a Spojených států o možnostech ukončení rusko-ukrajinské války, které dnes pokračovalo druhým a posledním dnem. Informovaly o tom krátce po 11:15 SEČ agentury Reuters a ruský TASS. Výsledky jednání zatím nejsou k dispozici. Podle agentury RIA Novosti se očekává, že ruská delegace vydá po skončení jednání prohlášení.

Ukrajina i Rusko hlásí oběti nočních útoků, dron zapálil ruský přístav Usť-Luga

Ukrajinské dronové útoky v noci na dnešek způsobily požár v ruském exportním přístavu Usť-Luga v Baltském moři. Uvedly to tamní úřady, které zároveň informovaly o bezmála 150 sestřelených bezpilotních letounech nad Leningradskou oblastí. Ve Smolenské oblasti na západě Ruska pak přišli při útoku ukrajinských dronů o život dva lidé, uvedl tamní gubernátor. Moskva mezitím oznámila další údery na energetická zařízení v ukrajinském městě Kryvyj Rih a v Oděské oblasti, které si podle tamních úřadů vyžádaly jeden lidský život. Ukrajinský premiér Serhij Koreckyj oznámil, že Rusko udeřilo na různých místech na šest elektrických rozvoden.

Jeden z největších burzovních debutů v historii. Anthropic míří na Nasdaq

Americká společnost Anthropic, která vyvíjí chatbota Claude, se připravuje na vstup na americkou burzu Nasdaq. Chce získat až 64 miliardy dolarů (zhruba 1,4 bilionu korun). Firma také nabízí své akcie australským investorům.

Rubio nevidí důvod k dalším úderům na Írán. Ten je ale podle analytika po midterms méně vstřícný

Nevidím důvod k obnovení rozsáhlých úderů na Írán, jelikož diplomatické úsilí o ukončení války nabírá na obrátkách. Rubio zdůraznil, že ekonomický tlak učinil další útoky na islámskou republiku zbytečnými.

Hegseth politicky přežil pokus o impeachment. Jeho dny ale mohou být sečteny, očekávají poslanci

Americký ministr obrany Pete Hegseth ustál hlasování o impeachmentu ve Sněmovně reprezentantů. Úterní hlasování zmařilo současný pokus o podání návrhu na ústavní žalobu na šéfa Pentagonu, který se ocitl pod tlakem po volebním debaklu republikánů kvůli válce s Íránem. Hegseth sice zůstává ve své funkci, mnoho Kongresmanů, včetně republikánů, má však pochybnosti o tom, jak dlouho vydrží.

Zemřel herec Stacy Keach, známý z Útěku z vězení. Bylo mu 85 let

Ve věku 85 let zemřel americký herec Stacy Keach, kterého diváci znají především ze seriálu Útěk z vězení nebo jako detektiva Mikea Hammera. Zemřel v úterý 10. listopadu ve svém domě v Polsku po dlouhodobých zdravotních problémech.

První jednání mezi Ukrajinou, Ruskem a USA skončilo bez průlomu. Rozhovory byly produktivní, řekl Marco Rubio

V Abú Dhabí skončil první den trojstranných jednání mezi Ukrajinou, Ruskem a Spojenými státy, jejichž cílem je ukončení války na Ukrajině. Čtyřhodinová schůzka podle amerického ministra zahraničí Marca Rubia proběhla „velmi produktivně“. Zástupci Kyjeva ani Moskvy však její průběh bezprostředně nekomentovali. Rozhovory mají pokračovat ve středu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama