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

Na Maltě začaly volby, očekává se vítězství vládnoucí Labouristické strany

Na Maltě dnes začaly předčasné parlamentní volby, ve kterých se na základě předvolebních průzkumů očekává opětovné vítězství Labouristické strany vládnoucí v zemi již od roku 2013.

Ukrajinský dronový útok v ruské Belgorodské oblasti zabil dva lidi

Ukrajinský dronový útok zabil dva lidi v autě v ruské Belgorodské oblasti u hranic s Ukrajinou, oznámily dnes místní úřady. Dva další lidé utrpěli zranění. Ukrajinské drony dnes rovněž udeřily na ropnou rafinerii ve městě Taganrog v Rostovské oblasti, na tanker ruské stínové flotily a ropný terminál na okupovaném poloostrově Krym, uvedl velitel ukrajinských dronových sil Robert Brovdi. Informuje o tom agentura Reuters. V ukrajinském Chersonu ruský dronový útok zranil dva lidi, sdělil podle BBC městský úřad. Rusko od rána útočilo na Záporoží, zemřel tam jeden člověk.

Donald Trump je podle lékařů ve výborné kondici, doporučili mu ale zhubnout

Zdravotní stav amerického prezidenta Donald Trump je stále výborný a je plně způsobilý vykonávat svoji funkci. Uvedl to Bílý dům ve zprávě, ve které cituje výsledky lékařské prohlídky. Tu 79letý Trump podstoupil v úterý ve vojenské nemocnici Waltera Reeda. Lékař mu ale doporučil zhubnout, uvedla agentura AP.

ANALÝZA: Válka s Íránem nikdy neskončí. Dohoda nic nevyřeší

Svět očekává rozhodnutí amerického prezidenta Donalda Trumpa, který se zavřel se svými poradci v situační místnosti Bílého domu, aby dospěl ke konečnému rozhodnutí ohledně Íránu. Bez ohledu na výsledek konflikt s islámskou republikou nikdy neskončí. Samotné sankce nebo vojenský nátlak ji mohou oslabit vojensky a ekonomicky, ale ne ideologicky.

Polský prezident chce odebrat Zelenskému nejvyšší státní vyznamenání

Vztahy mezi Polskem a Ukrajinou narušil spor o historickou paměť. Polský prezident Karol Nawrocki navrhl odebrat Volodymyru Zelenskému nejvyšší polské státní vyznamenání poté, co ukrajinský prezident pojmenoval vojenskou jednotku po Ukrajinské povstalecké armádě.

Po protržení nádrže v papírně zemřelo devět lidí

Po protržení nádrže s chemikálií v papírně Nippon Dynawave ve státě Washington zůstávají další dva lidé pohřešovaní. Úřady zároveň řeší ekologické dopady havárie a připravují rozsáhlé vyšetřování.

Cirkulární ekonomika může Evropě snížit emise i závislost na dovozu surovin

Evropa hledá cestu, jak omezit tlak na přírodu a zároveň posílit vlastní ekonomickou odolnost. Nové hodnocení Evropské agentury pro životní prostředí ukazuje, že větší důraz na opravy, opětovné využívání materiálů a recyklaci by mohl výrazně snížit klimatickou zátěž i závislost na dovážených surovinách.

EU díky reformám uvolní Maďarsku přes 16 miliard zmrazených eur

EU uvolní Maďarsku z evropských fondů celkem 16,4 miliardy eur zmrazených za předchozí vlády Viktora Orbána. Brusel tak učiní s ohledem na pokrok, kterého Maďarsko dosáhlo či ještě dosáhne v oblasti reforem pod vedením nové vlády, oznámila dnes podle tiskových agentur předsedkyně Evropské komise (EK) Ursula von der Leyen.

Věk migrantů přicházejících do Británie bude od příštího roku rozpoznávat AI

Velká Británie plánuje od příštího roku nasadit na hranicích technologii využívající umělou inteligenci k odhadu věku migrantů. Cílem systému je odhalit dospělé osoby, které se při žádosti o azyl vydávají za děti.

Kolumbijci míří k urnám, volby rozhodnou o budoucnosti země

Kolumbie si v neděli zvolí nového prezidenta. Volby se proměnily v souboj mezi stoupenci levicového kurzu současné vlády a politiky, kteří slibují tvrdší postup proti násilí, nižší daně a podporu ekonomiky. Průzkumy zatím nenaznačují jasného vítěze.

Znečištěný vzduch brzdí růst dětských plic

Znečištěné ovzduší může zpomalovat růst plic u dětí a jeho dopady se mohou táhnout až do rané dospělosti. Britští vědci sledovali tisíce lidí narozených v okolí Bristolu a zjistili, že kvalita vzduchu v dětství souvisí s vývojem plicních funkcí.

Maďarská policie uvedla, že nevidí důvod zakázat pochod Budapest Pride

Maďarská policie dnes uvedla, že nevidí důvod zakázat pochod hrdosti plánovaný v Budapešti na příští měsíc. Informuje o tom agentura AFP, podle které jde o obrat oproti loňsku, kdy tato akce na podporu komunity LGBT+ byla z iniciativy vlády tehdejšího národněkonzervativního premiéra Viktora Orbána oficiálně zakázaná.

Česká ekonomika rostla rychleji, než se čekalo

Česká ekonomika v prvním čtvrtletí zrychlila víc, než naznačoval původní odhad statistiků. Hrubý domácí produkt meziročně vzrostl o 2,2 procenta, mezičtvrtletně o 0,2 procenta. Růst táhly hlavně spotřeba domácností a investice, slabší stránkou zůstal zahraniční obchod.

Nicolas Cage si po letech oficiálně změnil jméno

Nicolas Cage používá své jméno už desítky let. Teprve nyní ale herec přiznal, že jeho umělecké jméno se stalo i jeho skutečným jménem. Rozhodnutí podle něj souvisí s vlastní identitou i snahou vystoupit ze stínu slavného příjmení.

V nemocnici v Římě je lékařka, která byla v Kongu v kontaktu s pacienty s ebolou

V nemocnici v Římě je v izolaci lékařka, která v Kongu přišla do kontaktu s pacienty s ebolou, nemá ale žádné příznaky, informovala dnes agentura ANSA. Italské ministerstvo zdravotnictví zároveň zdůraznilo, že v Itálii nyní nejsou žádné případy eboly a že riziko výskytu v dalších dnech je velmi nízké. Místní média také dnes informovala, že italská premiérka Giorgia Meloni požádala Evropskou unii o posílení koordinovaných hraničních kontrol osob přijíždějících z oblastí s výskytem eboly.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama