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

USA podle Trumpa neobnoví útoky na Írán před volbami do Kongresu

Spojené státy neobnoví útoky na Írán před listopadovými volbami do amerického Kongresu, uvedl dnes americký prezident Donald Trump s tím, že Washington vede s Teheránem produktivní jednání. Americká blokáda íránských přístavů však bude pokračovat, napsal také na sociální síti Truth Social. Američané půjdou ke kongresovým volbám 3. listopadu.

Studentovi utrhl policejní granát ruku. Francie jeho používání při protestech pozastavila

Francouzské úřady dočasně pozastavily používání omračovacích granátů EF-SON při protestech středoškoláků. Rozhodnutí přišlo poté, co patnáctiletému studentovi v Lens výbuch granátu utrhl ruku. Policejní inspekce zároveň vede 18 vyšetřování kvůli podezření na pochybení policistů a jeden z nich už čelí obvinění kvůli vážnému zranění dalšího nezletilého demonstranta.

Ropa prudce zdražuje. Brent se dostal nad 105 dolarů za barel

Ceny ropy ve čtvrtek výrazně rostou. Severomořský Brent během obchodování překonal 105 dolarů za barel a americká ropa WTI se dostala nad 92 dolarů. Trhy reagují především na obavy z omezení dodávek z Blízkého východu a výpadky těžby v Mexickém zálivu kvůli hurikánu Isaias.

Vražedkyně Christa Pike, která přežila svou popravu, už chodí a mluví. Nemůže hýbat rukama

Christa Pike po neúspěšném pokusu o popravu v americkém Tennessee poprvé vstala z nemocničního lůžka a začala chodit po pokoji. Padesátiletá odsouzená k trestu smrti však podle svého právníka stále trpí následky podání smrtící injekce a je zmatená.

Belgii v pátek a v pondělí ochromí stávky proti škrtům, čeká se narušení dopravy

Belgii tento pátek a příští pondělí ochromí stávky a protesty pořádané odbory kvůli očekávaným rozpočtovým škrtům prosazovaným belgickou vládou. Podle posledních informací belgických médií bude v pátek narušena veřejná doprava v Bruselu i ve zbytku země, komplikace se očekávají také na hlavním bruselském letišti Zaventem. Jak bude vypadat situace v pondělí, bude jasnější o víkendu.

Trump pochybuje, že letos získá Nobelovu cenu míru, připomněl postoj Nobelova výboru

Americký prezident Donald Trump se staví spíše skepticky k možnosti, že by letos dostal Nobelovu cenu za mír. Vyplývá to z dnešního prohlášení, o kterém informuje agentura Reuters. Podle ní Trump dostal nominaci na cenu od několika vlád, přičemž letošního laureáta se svět dozví v pátek. Trump se od návratu do prezidentského úřadu v lednu loňského roku netajil tím, že by ocenění rád získal.

Ruský útok v Kramatorsku zabil 30 lidí a dalších 18 zranil

Třicet lidí dnes přišlo o život při ruském útoku na město Kramatorsk ve východoukrajinské Doněcké oblasti. Informoval o tom šéf regionální civilní a vojenské správy Vadym Filaškin na telegramu. Dalších 18 lidí je zraněných. Prokuratura už dříve uvedla, že Rusové pravděpodobně použili klouzavé letecké bomby, které zasáhly dva linkové autobusy. Útok vyšetřuje kvůli podezření ze spáchání válečného zločinu.

Musk zuří kvůli Indii. Tamní miliardáře obvinil z blokování služeb Starlinku

Miliardář Elon Musk obvinil jisté zájmové skupiny z blokování spuštění jeho satelitní internetové služby Starlink, kterou provozuje jeho společnost SpaceX. Podle něj se snaží udržet dominantní postavení na trhu. Kontroverzní podnikatel to označil za „zločin vůči indickému lidu“.

Keporkaky u Austrálie stále více ohrožují lodě

Keporkaci se podél východního pobřeží Austrálie po desetiletích ochrany výrazně zotavili. S rostoucím počtem velryb ale přibývá také jejich kontaktů s loděmi. Střety a zásahy lodními šrouby mohou zvířatům způsobit vážná zranění, která je ovlivňují ještě dlouho poté.

Chlapec na základní škole v Polsku napadl tři lidi, jeden z nich zemřel

Na základní škole nedaleko Wyszkowa severovýchodně od Varšavy bývalý žák napadl ostrým předmětem tři lidi - jeden z nich zemřel a dva utrpěli zranění, oznámila policie.

Nad Íránem se stahují mračna. USA se připravují na masivní údery

Pentagon před několika dny nařídil velitelství CENTCOM, aby dokončilo přípravy na obnovení hlavních bojových operací v Íránu, uvedli podle serveru Axios američtí představitelé. Mluvčí íránské armády varoval, že síly islámské republiky jsou v případě „americké agrese“ připraveny provést preventivní údery na americké základny na Blízkém východě.

Jižní Korea stáhne svého velvyslance z Ukrajiny

Jižní Korea stáhne svého velvyslance z Ukrajiny, oznámilo dnes jihokorejské ministerstvo zahraničí. Soul tak reaguje na prohlubující se diplomatický spor kolem ukrajinského předání severokorejských válečných zajatců do Jižní Koreje, informovala agentura AFP.

Zemřela španělská důchodkyně, jejíž vystěhování vyvolalo celostátní protesty. Bylo jí 87 let

Maricarmen Abascal se během několika týdnů stala symbolem španělské bytové krize. Sedmaosmdesátiletou ženu policie v září vystěhovala z madridského bytu, kde žila více než 70 let. Skončila v nemocnici a domů se už nevrátila. Její případ rozpoutal protesty, které přispěly až k vyhlášení předčasných parlamentních voleb.

KOMENTÁŘ: Data ukazují, že AI adopce je stále na začátku. Tento nástroj drtivě vede

Mnozí, kteří propadli do králičí nory jménem AI, mají často pocit, že umělé inteligenci se věnuje úplně každý a kdo zaspí nejnovější model, nemá na trhu místo. Data z USA, kde by měla být adopce díky zástupu projektů nejrychlejší, ale vyprávějí jiný příběh.

Při útocích na saúdská letiště zemřeli tři lidé, desítky jich utrpěly zranění

Boje mezi Saúdskou Arábií a jemenskými povstalci Hútíi dál eskalují. Rebelové při útoku na saúdská letiště v posledních dvou dnech zabili tři lidi. Desítky dalších jich utrpěly zranění. Hútíové tvrdí, že znovu získali kontrolu nad průlivem Báb el-Mandéb, což jemenská vláda odmítla.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama