1.4 C
Czech
Sobota 14. února 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

USA a Evropa patří k sobě a mohou společně vybudovat nový řád, řekl Rubio

Spojené státy a Evropa patří k sobě, řekl dnes americký ministr zahraničí Marco Rubio na Mnichovské bezpečnostní konferenci. USA jsou podle něj připraveny reformovat světový řád i samy, raději by to ale udělaly s Evropou, která je jejich ceněným spojencem a nejstarším přítelem. Rubio rovněž řekl, že USA stále neví, zda to Rusové myslí se snahou o ukončení války na Ukrajině vážně.

Ve Venezuele propustili 17 politických vězňů, zákon o amnestii zatím neschválili

Venezuelské úřady dnes propustily dalších 17 politických vězňů, a to v rámci nedávno představeného zákona o amnestii. Očekávalo se, že parlament zákon schválí již ve čtvrtek, ale kvůli sporu provládních a opozičních poslanců se tak nestalo, uvedla agentura AFP. Veškerá propuštění na svobodu jsou proto podmínečná. Opoziční strana Vente Venezuela později podle agentury Reuters potvrdila, že úřady dnes propustily deset mužů a sedm žen.

Bessent tlačí na rychlé schválení amerických pravidel pro kryptoměny

Americká vláda chce už na jaře dotáhnout zákon, který nastaví federální pravidla pro digitální aktiva. Ministr financí Scott Bessent vyzval Kongres, aby návrh posunul co nejrychleji k podpisu prezidenta Donalda Trumpa. Podle něj by jasná regulace přišla vhod právě teď, kdy je kryptotrh rozkolísaný a investoři hledají jistotu.

ANALÝZA: Ruská ekonomika má největší problémy od začátku války

Ruská ekonomika má vážné problémy. Státní pokladna se vyprazdňuje rychleji, než Moskva čekala, což může ztížit financování války na Ukrajině. Ruská veřejnost si začíná stěžovat na vysoké ceny zboží, zejména potravin. Kreml se tak ocitl v nejtěžší ekonomické situaci od začátku invaze v roce 2022. Zatímco se ekonomická smyčka utahuje, ruská armáda na bojišti zpomalila postup.

Ministerstvo vnitřní bezpečnosti USA omezuje chod kvůli výpadku financování

Americké ministerstvo vnitřní bezpečnosti (DHS) v sobotu 14. února přešlo do režimu částečného omezení chodu poté, co Senát nedokázal schválit jeho financování. Tisíce zaměstnanců mají jít na nucené volno, další zůstávají v práci bez výplaty, dokud se Kongres nedohodne na rozpočtu. Dopady se mají nejrychleji projevit v oblastech, kde je DHS vidět nejvíc, tedy na letištích a při koordinaci krizové pomoci.

Merz chce silnější Evropu a opravu transatlantické důvěry

Amerika už podle německého kancléře Friedricha Merze naráží na limity, když chce řešit světové krize sama. V projevu na Mnichovské bezpečnostní konferenci vyzval k opravě transatlantické důvěry, ale zároveň k tomu, aby Evropa posílila vlastní obranu. Zmínil i první rozhovory s Emmanuelem Macronem o možnosti, že by se Německo opřelo o francouzské jaderné odstrašení.

Jílek má olympijské zlato

Rychlobruslař Metoděj Jílek vyhrál na zimních olympijských hrách závod na 10 000 metrů a přidal pro Česko další cenný kov. Po stříbru z pětky tak během jednoho týdne získal druhou olympijskou medaili.

Adamczyková vybojovala na olympiádě stříbro

Česká výprava má na zimních hrách v Itálii třetí medaili. Eva Adamczyková dojela ve finále snowboardcrossu v Livignu druhá, od zlata ji dělily čtyři setiny sekundy. V programu dne zaujalo i další Klaebovo vítězství v běhu na lyžích a solidní umístění českých reprezentantů.

Logistika se stala novou obětí AI nervozity na trzích

Akcie dopravních a logistických firem ve čtvrtek prudce oslabily poté, co malá společnost Algorhythm Holdings představila nový nástroj pro plánování přeprav s využitím umělé inteligence. Investoři se obávají, že podobné systémy mohou snížit potřebu služeb části trhu a roztočily se další výprodeje napříč sektory.

Svět bojuje o kritické suroviny

Bez lithia, kobaltu nebo mědi dnes ve světě nefunguje moderní ekonomika. Tyto suroviny pohánějí elektromobily, větrné turbíny, solární panely i datová centra. Zároveň ale jejich těžba zatěžuje přírodu, vodu i místní komunity. Státy proto řeší složitou rovnici. Jak zajistit dostatek nerostů a přitom nezhoršit ekologické škody ani geopolitické napětí.

Čína může podle Sybihy mít pro spravedlivý mír na Ukrajině důležitou roli

Čína může podle šéfa ukrajinské diplomacie Andrije Sybihy sehrát důležitou roli při nastolení spravedlivého míru na Ukrajině. Svého čínského kolegu Wang Ia pozval na návštěvu Ukrajiny, píše agentura Reuters.

Zákaz skupiny Palestine Action v Británii je nezákonný, rozhodl soud

Zákaz propalestinské skupiny Palestine Action v Británii je nezákonný. Podle britských médií o tom dnes rozhodl londýnský vrchní soud, jenž vyhověl žalobě organizace, kterou loni britská vláda označila za teroristickou. Ministryně vnitra Shabana Mahmoodová oznámila, že se proti rozhodnutí odvolá. Zákaz zůstane v platnosti, dokud justice o odvolání nerozhodne, stanovil soud.

Sbírka na podporu rodiny Jamese Van Der Beeka vybrala přes 2 miliony dolarů

Jen pár hodin po oznámení smrti Jamese Van Der Beeka vznikla veřejná sbírka na podporu jeho manželky a šesti dětí. Reakce fanoušků i hollywoodských hvězd byla okamžitá. Částka překonala původní cíl během jediného dne.

Venezuelská prezidentka slíbila svobodné volby, lhůtu pro ně ale neuvedla

Venezuelská prozatímní prezidentka Delcy Rodríguezová v rozhovoru s americkou stanicí NBC News slíbila, že uspořádá svobodné volby. Nezmínila ale žádnou lhůtu. Agentura AFP dnes také informovala, že venezuelský parlament ve čtvrtek odložil přijetí zákona o amnestii, který má vést k masovému propuštění politických vězňů a který Rodriguezová pod tlakem Washingtonu slíbila prosadit.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama