-0.5 C
Czech
Pátek 16. ledna 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

EPA mění přístup k regulaci znečištění ovzduší

Americká Agentura pro ochranu životního prostředí mění způsob, jakým posuzuje přínosy regulací ovzduší. Zdravotní dopady znečištění bude dál hodnotit, ale už jim nebude přiřazovat konkrétní finanční hodnotu. Kritici varují, že to může usnadnit oslabování ochrany zdraví i klimatu.

Prezident Pavel zahájil ve Lvově návštěvu Ukrajiny

Český prezident Petr Pavel je na Ukrajině. Schůzkou s představiteli místní správy v západoukrajinském Lvově dnes zahájil svou třetí návštěvu Ruskem napadené země od nástupu do funkce hlavy státu. Během cesty se očekává Pavlovo setkání s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským.

Macháč v Adelaide prošel do semifinále, Siniaková si zahraje finále čtyřhry

Tomáš Macháč zvládl v Adelaide čtvrtfinále generálky na Australian Open a postoupil do semifinále. Osmý nasazený porazil Španěla Jaumeho Munara 6:4, 6:4 a čeká ho turnajová dvojka Tommy Paul. Američan v dalším zápase přehrál domácího kvalifikanta Aleksandara Vukice 6:3, 6:2.

Boeing věděl o vadě dílu spojené s pádem nákladního letadla UPS

Nákladní letadlo UPS se v listopadu v Kentucky zřítilo po dramatickém selhání u křídla a zahynulo při tom 15 lidí. Vyšetřovatelé teď popisují, že problém souvisel se strukturální vadou části uchycení motoru, kterou Boeing zaznamenal už před lety u podobných strojů.

Americký zásah v Grónsku by byl katastrofa, konec světa, varoval Tusk

Případný americký vojenský zásah v Grónsku by byl z politického hlediska katastrofa. Konflikt či pokus o zabrání území státu, který je členem NATO, jiným státem Severoatlantické aliance by znamenal konec světa, jak je dnes známý, a který po dlouhá léta zaručoval bezpečnost, varoval dnes polský premiér Donald Tusk. Vzhledem k dosavadnímu počínání amerického prezidenta Donalda Trumpa je možný každý scénář, připustil šéf polské vlády. Polsko své vojáky do Grónska nevyšle, uvedl také.

Kreml souhlasí s Trumpem, že uzavření míru brzdí Kyjev, a ne Moskva

Rusko souhlasí s americkým prezidentem Donaldem Trumpem v názoru, že ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj, a ne ruský vůdce Vladimir Putin zdržuje dosažení potenciální mírové dohody. Uvedl to dnes podle agentur Putinův mluvčí Dmitrij Peskov. Současně varoval, že se Kyjevu "každým dnem" zužuje prostor pro rozhodování o ukončení války.

Rusko vyhošťuje britského diplomata, obviněného ze špionáže

Rusko vyhošťuje britského diplomata, o kterém ruská tajná služba FSB tvrdí, že jej kontrarozvědka odhalila jako pracovníka britské zpravodajské služby. Ruské ministerstvo zahraničí předalo protest britské chargé d´affaires v Moskvě a pohrozilo zrcadlovou odvetou, pokud by britská strana reagovala podobným krokem, uvedly tiskové agentury. Britská vláda nyní podle agentury Reuters uvedla, že svou reakci pečlivě zvažuje.

Posádka mise Crew-11 se kvůli zdravotnímu problému astronauta vrátila na Zemi

Zpět na Zemi se dnes z Mezinárodní vesmírné stanice (ISS) kvůli zdravotnímu problému astronauta vrátila čtyřčlenná posádka mise Crew-11. Přistání na vodní hladinu u kalifornských břehů živě na svém webu přenášel americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA).

Trump zavádí 25procentní clo na některé čipy, umožní poplatky za prodej v Číně

Americký prezident Donald Trump zavedl 25procentní poplatek na prodej pokročilých čipů Nvidia H200 a AMD MI325X v zahraničí. Exekutivní příkaz souvisí s povolením prodávat tyto čipy na čínském trhu. Poplatek se bude vybírat formou cla za dovoz čipů, pokud jsou tyto čipy následně znovu vyvezeny do zahraničí, napsal Bílý dům ve středečním doprovodném dokumentu.

Americký útok na Venezuelu způsobil Rusku ekonomický bolehlav

Krátkodobé náklady a dlouhodobý přínos –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ tak lze popsat dopad amerického útoku na Venezuely na Rusko. Moskva měla s Caracasem dlouhodobé obchodní vazby, které teď prezident Donald Trump zpřetrhal. Přijde tak o velké množství peněz. Z dlouhodobého hlediska si ale nemohla přát nic lepšího.

Zabíjení v Íránu podle Trumpa skončilo. Americký úder je blízko, spekulují experti

Zabíjení v Íránu skončilo a nejsou plánovány žádné popravy, oznámil americký prezident Donald Trump, který získal tuto informaci od důvěryhodného zdroje. Také naznačil, že k vojenskému úderu vůbec dojít nemusí. Násilné protesty přitom pokračují a experti naopak spekulují, že USA udeří už brzy.

Dvě tragédie během dvou dnů, v Thajsku znovu spadl jeřáb

Ještě ani neuplynul den od tragédie na severovýchodě Thajska a země řeší další smrtelnou nehodu spojenou se stavební technikou. U Bangkoku se zřítil jeřáb na silnici, zničil dvě auta a dva lidé přišli o život. Další zranění skončili v péči záchranářů.

Klimatické změny dopadají na zimní olympijské hry

Zimy jsou kratší, sněhu ubývá a organizátoři zimních olympijských her se čím dál víc spoléhají na umělé zasněžování. Klimatická změna výrazně ovlivňuje podmínky pro zimní sporty a bez zásadních změn budou budoucí olympiády v ohrožení.

Zoe Saldaña je nejvýdělečnější herečkou všech dob

Scarlett Johansson byla sesazena z trůnu. Zoe Saldaña se díky tržbám z třetího dílu Avataru stala nejvýdělečnější herečkou všech dob. Na vrchol ji vynesly role v největších filmových franšízách posledních let.

Grónská vláda uvedla, že Dánsko a spojenci zvýší vojenskou přítomnost u ostrova

Grónská vláda oznámila, že Dánsko ode dneška společně se spojenci z NATO zvyšuje vojenskou přítomnost v okolí Grónska v rámci slibu posílit obranu v Arktidě, píše agentura Reuters. Vojenské jednotky v oblasti absolvují výcvik, který je má připravit na operace v arktických podmínkách. Cílem cvičení je posílit akceschopnost Severoatlantické aliance v regionu a zvýšit jeho bezpečnost. Švédský premiér Ulf Kristersson na síti X následně oznámil, že někteří důstojníci švédské armády na arktický ostrov už přicestovali.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama