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

Klimatické cíle Googlu požírá hladová umělá inteligence

Společnost Google v nové zprávě přiznává rostoucí spotřebu elektřiny a emise v důsledku masivního budování infrastruktury umělé inteligence (AI). Na vině jsou zejména datová centra, která jsou energeticky extrémně náročná a navíc spotřebují obrovské množství vody k chlazení. Podobnou zprávu zveřejnila i společnost Amazon – také v jejím případě vzrostla spotřeba elektřiny i emise.

Německo se s USA dohodlo na nákupu střel Tomahawk a jejich rozmístění v zemi

Německo se s vládou USA dohodlo na nákupu řízených střel Tomahawk středního doletu a jejich rozmístění na německém území, řekl dnes podle agentur Reuters a DPA kancléř Friedrich Merz před poslanci. Dohoda byla podle něj uzavřena na okraj summitu NATO v Turecku a střely mají sloužit k odstrašení Ruska. Berlín se dlouhodobě o tyto střely zajímá, původně ohlášené rozmístění amerického praporu s tomahawky v Německu ale zrušil americký prezident Donald Trump, spolková republika proto jako řešení viděla nákup těchto střel.

Americké útoky v Íránu zabily 14 lidí a dalších 78 zranily

Americké útoky za poslední dva dny v Íránu zabily 14 lidí a dalších 78 zranily, uvedlo dnes podle agentury AFP íránské ministerstvo zdravotnictví. Železniční spojení mezi Teheránem a Mašhadem, kde má být dnes pohřben bývalý íránský vůdce Alí Chameneí, bylo kvůli americkým útokům přerušeno.

Ceny ropy rostou a doprava v Hormuzském průlivu téměř stojí

Ceny ropy rostou a indexy klesají po amerických a íránských úderech a prohlášení amerického prezidenta Donalda Trumpa o tom, že příměří pro něj skončilo. Šéf Bílého domu také pohrozil opětovnou blokádou íránských přístavů. Zhroucení dohody by znamenalo i obnovené riziko, že se Spojené státy pokusí obsadit pro Teherán strategicky důležitý ostrov Charg.

V indickém Dillí zahynuli čtyři lidé, když se při deštích zřítila budova

Nejméně čtyři lidé zahynuli v indickém hlavním městě Dillí, kde se během silných monzunových dešťů ve středu zřítila rozestavěná budova. Intenzivní deště zažívá také indický stát Maháráštra; ve městě Puné se sesunula obří skládka na třípodlažní budovu.

Bouře Maysak, která zasáhla jižní Čínu, si podle nové bilance vyžádala 39 obětí

Téměř čtyři desítky mrtvých si podle nové bilance vyžádala tropická bouře Maysak, která tento týden zasáhla jižní oblasti Číny. Většina obětí je spojená s protrženou přehradou ve městě Nan-ning v oblasti Kuang-si, kde zahynulo nejméně 26 lidí, informoval dnes zástupce starosty města Ting Wej, kterého citovala agentura AP.

Kryptoměny se chystají na hrozbu kvantových počítačů

Kryptoměnový sektor začíná řešit riziko, které už nezní jako vzdálený scénář ze sci-fi. Vývoj kvantových počítačů může v budoucnu ohrozit šifrování, na němž stojí digitální peněženky i samotné transakce. Firmy proto připravují obranu, i když příliš rychlý přechod na nová řešení může podle části odborníků přinést další slabiny.

Trump slíbil Ukrajině licenci na výrobu střel Patriot

Spojené státy chtějí umožnit Ukrajině vyrábět střely pro systém protivzdušné obrany Patriot. Oznámil to americký prezident Donald Trump po jednání s Volodymyrem Zelenským na summitu NATO v Ankaře. Pokud se plán uskuteční, půjde o významný posun v americké podpoře Kyjeva.

Izraelské útoky v Gaze zabily nejméně devět lidí včetně dvou dětí

Při izraelských vzdušných úderech a střelbě v Pásmu Gazy dnes zahynulo nejméně devět lidí, včetně dvou dětí ve věku 10 a šest let. S odvoláním na tamní zdravotnické zdroje to píše agentura Reuters. Izraelská armáda v útocích pokračuje navzdory příměří uzavřenému loni v říjnu. Izrael i teroristické hnutí Hamás se pravidelně obviňují z porušování tohoto příměří.

Je příměří u konce? USA a Írán na sebe opět útočí

Americká armáda uvedla, že dokončila poslední sérii útoků na Írán. Cílem úderů bylo oslabit Teherán v oblasti Hormuzského průlivu. V reakci na to se rozezněly sirény v Kuvajtu, Bahrajnu a Kataru. Islámské revoluční gardy (IRGC) v prohlášení uvedly, že zasáhly tamní americké vojenské základny. Prezident Donald Trump prohlásil, že příměří pro něj skončilo. Diplomacie podle něj sice může pokračovat, ale nevidí v ní smysl.

Americké údery zabily v Íránu osm členů ozbrojených sil

Při nočních amerických úderech na jih Íránu zahynulo v přístavních městech Bandar Abbás a Búšehr osm příslušníků íránských vzdušných a námořních sil, napsala dnes státní agentura IRNA. Spojené státy uvedly, že zaútočily v reakci na íránské údery proti třem komerčním plavidlům, která proplouvala Hormuzským průlivem

Ukrajinské letectvo tvrdí, že sestřelilo ruskou stíhačku

Ukrajinské letectvo oznámilo, že dnes sestřelilo víceúčelovou ruskou stíhačku Su-35. Žádné další podrobnosti neuvedlo. O předchozím sestřelení letounu stejného typu informovalo ukrajinské letectvo loni v červnu s tím, že se letoun zřítil nad Kurskou oblastí na západě Ruska.

Rusko zakazuje export nafty, začne dovážet paliva

Rusko zavedlo zákaz vývozu nafty, tento měsíc začne dovážet pohonné hmoty a zvyšuje výrobu paliv nižších ekologických tříd v rámci opatření ke zvládnutí palivové krize, uvedl podle agentur ruský vicepremiér Alexandr Novak na dnešní poradě s účastí prezidenta Vladimira Putina o fungování dopravy a palivového sektoru.

Trump označil summit NATO za úspěšný, USA mají podle něj respekt spojenců

Americký prezident Donald Trump dnes na závěrečné tiskové konferenci označil summit NATO v Turecku za velmi úspěšný. Poděkoval tureckému prezidentovi Recepu Tayyipu Erdoganovi, chválil generálního tajemníka Severoatlantické aliance Marka Rutteho i další lídry, které označil za chytré. Podle šéfa Bílého domu panovala na jednání velmi dobrá atmosféra a spojenci si konečně uvědomují, že musejí zvyšovat své výdaje na obranu. Zároveň teď už podle Trumpa opět respektují Spojené státy, které jsou největším přispěvatelem.

Od pondělí při bojích mezi pákistánskými silami a povstalci zemřelo 96 lidí

Od pondělí bylo při několika útocích povstalců v pákistánské provincii Balúčistán zabito více než 40 lidí, převážně policistů a vojáků. Bezpečnostní složky za stejné období také zabily přes 50 povstalců, napsaly dnes s odvoláním na armádu agentury AP a AFP. Pákistánské síly bojují v jihozápadním Balúčistánu proti separatistům.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama