-1 C
Czech
Úterý 17. 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

V Ženevě začalo druhé kolo nepřímých rozhovorů USA a Íránu o jaderném programu

V Ženevě dnes začalo druhé kolo nepřímých jednání mezi Spojenými státy a Íránem o jaderném programu Teheránu. S odvoláním na íránská státní média o tom informují tiskové agentury. Úspěch jednání podle íránského zdroje agentury Reuters závisí i na tom, zda se USA vyvarují nerealistických požadavků.

Nezaspat za konkurencí. Apple se přiklání k videopodcastům

Americká společnost Apple přinese změny do své aplikace Apple Podcasts. Uživatelům umožní plynulejší přecházení mezi podcastem a videem. Následuje tak konkurenci, jako jsou YouTube a Spotify – tyto platformy umožňují sledování videopodcastů, které se stávají stále populárnějšími hlavně mezi mladými lidmi.

Ukrajina i Rusko informují o nočních nepřátelských útocích a škodách

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na Ukrajinu 396 drony a 29 střelami různého typu, protivzdušná obrana zneškodnila 367 bezpilotních letounů a 25 raket, uvedlo ráno ukrajinské letectvo na platformě Telegram. Naopak 18 dronů a čtyři balistické střely podle něj zasáhly 13 blíže neupřesněných míst. Ruské ministerstvo obrany hlásí noční sestřelení 151 ukrajinských dronů. Obě strany na sebe dál útočí navzdory tomu, že dnes v Ženevě začíná další kolo americko-rusko-ukrajinských jednání s cílem válku na Ukrajině ukončit.

Lední medvědi v Arktidě překvapili vědce skvělou kondicí

Globální oteplování zrychluje tání mořského ledu v oblastech, jako je Baffinův záliv, úsek oceánu mezi Grónskem a kanadským Baffinovým ostrovem, a Hudsonův záliv v severovýchodní Kanadě. Mořský led potřebují k přežití lední medvědi, jejichž vyhublá těla se stala symbolem klimatických změn. V norské části Arktidy však sledují vědci zcela jiný obraz.

Nejméně tři mrtvé, včetně podezřelého, si vyžádala střelba na hokeji v USA

Nejméně tři mrtvé, včetně podezřelého, si vyžádala střelba během pondělního hokejového utkání mládežnických týmů ve městě Pawtucket v americkém státě Rhode Island na severovýchodě Spojených států. Další tři lidé se střelnými zraněními byli hospitalizováni v kritickém stavu, informovaly agentury s odvoláním na policii.

Trump říká, že se do jednání s Íránem zapojí nepřímo

Donald Trump oznámil, že se bude „nepřímo“ podílet na klíčových jednáních mezi Spojenými státy a Íránem. Rozhovory o íránském jaderném programu začnou v úterý v Ženevě. Americký prezident zároveň naznačil, že Teherán tentokrát chce dohodu.

Americká armáda se připravuje na masivní úder na Írán

Americká armáda hromadí na Blízkém východě významné letecké a námořní síly. Jejich cílem je vytváření tlaku na Írán před úterními rozhovory o jaderné dohodě, zároveň však dávají administrativě Donalda Trumpa možnost úderu ve velkém rozsahu i hluboko uvnitř islámské republiky. Satelitní snímky potvrdily polohu letadlové lodě USS Abraham Lincoln.

Poušť je pro Joshua tree čím dál nehostinnější

Oteplování, sucho a rozsáhlé požáry ničí ikonické Joshua tree v Mohavské poušti. Vědci, úřady i indiánské kmeny hledají způsoby, jak strom ochránit. Ve hře jsou klimatická útočiště, genetický výzkum i přesun stromů mimo jejich přirozený areál.

Ve věku 95 let zemřel Robert Duvall, nezapomenutelný Tom Hagen z filmu Kmotr

Hollywood přišel o jednu z nejvýraznějších hereckých osobností druhé poloviny 20. století. Robert Duvall, držitel Oscara a tvář filmů jako Kmotr nebo Apokalypsa, zemřel ve věku 95 let. Za sebou zanechal desítky rolí, které definovaly americkou kinematografii.

Karibské korálové útesy nestíhají růst a mohou zmizet

Karibské korálové útesy se rychle blíží bodu zlomu. Nová vědecká data ukazují, že přestávají růst tempem, které by stačilo držet krok se stoupající hladinou moře. Pokud se oteplení planety nezastaví pod hranicí 2 °C, většina útesů do konce století přestane růst a začne se rozpadat. Důsledky pocítí miliony lidí.

Harry Styles bude kurátorem londýnského Meltdown Festivalu

Harry Styles si přidává další roli. Popová hvězda převezme post kurátora prestižního londýnského festivalu Meltdown a zároveň na něm vystoupí. Akce se letos koná při významném výročí Southbank Centre a slibuje kombinaci velkých jmen i nových talentů.

KOMENTÁŘ: Zapomeňte na časový test. V Nizozemsku budou investice danit každý rok

Nizozemským parlamentem se protahuje zákon o dani z nerealizovaných zisků, který by způsobil, že tamní investoři budou danit své pozice i přesto, že vůbec nic neprodali. Kontroverzní myšlenka napadá samotnou podstatu investování, kdy má člověk sklízet ovoce za svou mnohaletou trpělivost.

Obama uvedl, že neviděl důkazy o kontaktu mimozemšťanů se Zemí

Bývalý americký prezident Barack Obama uvedl, že sám neviděl žádné důkazy o tom, že by mimozemšťané navázali kontakt se Zemí. Upřesňující prohlášení zveřejnil na sociální síti Instagram několik hodin poté, co vyvolal rozruch výrokem o tom, že mimozemšťané existují. Obama to řekl v rozhovoru s podcasterem Brianem Tylerem Cohenem zveřejněném v sobotu.

Budapešť požádala Chorvatsko, aby umožnilo přepravu ruské ropy do Maďarska

Budapešť požádala Chorvatsko, aby umožnilo přepravu ruské ropy přes jadranský ropovod do Maďarska. Klíčová trasa pro dodávky suroviny přes Ukrajinu totiž zůstává zablokovaná. Maďarský ministr zahraničí Péter Szijjártó v neděli uvedl, že chorvatské vládě žádost zaslal společně se slovenskou ministryní hospodářství Denisou Sakovou. Informovala o tom agentura Bloomberg.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama