Reklama
3.4 C
Czech
Pátek 27. března 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

Pumpy v Německu budou smět zdražit jen jednou denně

Německý Spolkový sněm schválil první balík opatření proti prudkému růstu cen benzinu a nafty. Čerpací stanice budou smět ceny zvyšovat jen jednou denně v poledne, zlevňovat ale mohou dál kdykoli. Vláda zároveň připouští, že jeden zásah nejspíš stačit nebude.

Izrael uvedl, že zabil šéfa námořnictva íránských revolučních gard

Izraelský ministr obrany Jisrael Kac dnes uvedl, že izraelská armáda "eliminovala" velitele námořnictva íránských revolučních gard Alírezu Tangsírího. Izraelský premiér Benjamin Netanjahu vzápětí uvedl, že Tangsírí měl na rukou krev a pohrozil dalšími útoky. Izraelská armáda sdělila, že spolu s Tangsírím byli zabiti další členové vedení revolučních gard, včetně šéfa zpravodajských služeb námořnictva Benháma Razajího.

Klíčové zbraně včetně těch amerických stále putují na Ukrajinu

Dohodnuté spojenecké dodávky zásadních zbraní pro Ukrajinu pokračují, včetně amerických zbraní, bez ohledu na íránskou válku. Řekl to dnes generální tajemník Severoatlantické aliance Mark Rutte. Reagoval tím na informace listu The Washington Post, podle něhož Spojené státy uvažují, že některé zbraně určené pro Ukrajinu, která se brání ruské agresi, pošlou místo toho na Blízký východ.

Pákistán obnovil vojenské operace proti Afghánistánu, oznámil Islámábád

Pákistán obnovil vojenské operace proti Afghánistánu, oznámil dnes podle agentury Reuters mluvčí pákistánského ministerstva zahraničí. Boje, které si vyžádaly stovky obětí, v minulém týdnu Islámábád dočasně přerušil kvůli islámskému svátku íd al-fitr.

Izrael prý na žádost Pákistánu souhlasil, že nezabije šéfa íránské diplomacie

Izrael na žádost Pákistánu souhlasil, že neprovede atentát na íránského ministra zahraničí Abbáse Arakčího a předsedu parlamentu Muhammada Kalíbafa. S odkazem na pákistánský zdroj to dnes napsala agentura Reuters. USA podle deníku The Washington Post mezitím uvažují o tom, že některé zbraně určené pro Ukrajinu pošlou místo toho na Blízký východ.

Trh s ropou se ocitl v backwardaci. Co to znamená?

Ceny ropy jsou od začátku války na Blízkém východě sužovány extrémní volatilitou. Přestože po americkém oznámení obnovení diplomacie s Íránem klesly, stále se drží na zvýšených úrovních kvůli přetrvávajícím rizikům. Krátkodobé a střednědobé futures kontrakty na ropu se obchodují dráž než dlouhodobé. Trhy tak očekávají budoucí pokles cen ropy. Ceny černého zlata sice rostou, zatím však jen mírně.

Íránské vedení s USA jedná, ale bojí se to přiznat, řekl Trump

Donald Trump trvá na tom, že íránské vedení s jeho vládou jedná, ačkoliv Teherán to popírá. Trump ve středu prohlásil, že íránští činitelé to nechtějí přiznat, protože se bojí, že by je zabili "jejich vlastní lidé". Americký prezident to řekl několik hodin poté, co mluvčí Bílého domu Karoline Leavitt uvedla, že Spojené státy jsou velmi blízko dosažení svých cílů v této válce.

Není to válka. Trump pobouřil komentáři o Íránu

Americký prezident Donald Trump ve středu republikánům vysvětlil, proč se v souvislosti s Íránem vyhýbá označení „válka“. Důvodem je skutečnost, že údery neschválil Kongres. Vyvolal tím pobouření v americké společnosti. Podle některých názorů přiznal, že vojenské operace na Blízkém východě jsou ilegální.

Belgický soud řeší klimatickou žalobu farmáře proti TotalEnergies

Belgický soud uznal svou pravomoc v přelomové klimatické žalobě proti ropné společnosti TotalEnergies. Verdikt ale zatím nepadl. Soud v Tournai ho odložil na 9. září, protože chce počkat na podobné rozhodnutí ve Francii. Případ už teď poutá pozornost, protože jde o první takovou žalobu v Belgii.

Masový hrob v Keni ukrýval desítky mrtvých těl, převážně kojenců

Vyšetřovatelé ve městě Kericho v Keni exhumovali z hromadného hrobu přibližně 32 těl, z nichž většinu tvoří děti. Šokující nález nyní vyvolává řadu otázek, na které se snaží odpovědět policie i forenzní experti.

Běloruský vůdce Lukašenko při návštěvě KLDR uctil památku sovětských vojáků

Běloruský vůdce Alexandr Lukašenko při dnešní návštěvě KLDR společně se severokorejským vůdcem Kim Čong-unem uctil památku sovětských vojáků, kteří padli při osvobození Koreje od japonské okupace na konci druhé světové války. Uvedla to běloruská státní agentura Belta. Podle agentury AP běloruský ministr zahraničí Maxim Ryženkov oznámil, že oba státníci podepíší smlouvu o přátelství a spolupráci mezi zeměmi.

Bitcoin se drží nad 71 tisíci dolary

Bitcoin se po divokém týdnu znovu uklidnil a drží se nad hranicí 71 tisíc dolarů. Trhům pomohl pokles ceny ropy pod 100 dolarů za barel, který přišel po zprávách o americkém návrhu patnáctibodového plánu na ukončení konfliktu s Íránem. Na trzích tak znovu ožila chuť riskovat.

KOMENTÁŘ: Americký kreditní trh obchází strach. Ekonomice může zlomit vaz „stínové bankovnictví“

Člověk někam vloží peníze a pak je nemůže vybrat – to je tradiční noční můra investorů. Naneštěstí se teď stává realitou u některých amerických privátních kreditních fondů. Jejich zdánlivě nenápadný byznys je natolik napojený na tradiční banky a aktuální strach z AI transformace, že může v nejhorším případě odšpuntovat další globální krizi.

Dánská premiérka Frederiksen po volbách formálně podala demisi

Dánská premiérka Mette Frederiksen dnes podala demisi vlády do rukou krále Frederika X. Oznámil to královský palác. Tříčlenná vládní koalice v čele se Sociální demokracií premiérky v úterních volbách přišla o většinu v parlamentu.

Velká zelená zeď. Čína mění druhou největší poušť světa

Čína staví další velkou zeď. Nebuduje ji ale z hlíny a kamenů a nemá sloužit k obraně země před nepřáteli. Velká zelená zeď, rozsáhlý pás stromů a keřů lemující spodní část severních pouští, má jiný cíl – zastavit neustálý postup desertifikace. Tento masivní megaprojekt funguje jako vysavač oxidu uhličitého.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama