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

Hegseth varoval Kubu před nákupem zbraní, které by mohly zasáhnout USA

Americký ministr obrany Pete Hegseth dnes varoval Kubu před nákupem zbraní, které by mohly zasáhnout USA nebo americkou námořní základnu v zátoce Guantánamo, píše Reuters. Podle šéfa Pentagonu by nákup takových zbraní znamenal pro Havanu konfrontaci se Spojenými státy, ze které by nevyšla úspěšně.

Izraelské údery zabily na jihu Libanonu 12 lidí

Při dnešních izraelských úderech v oblasti jiholibanonského města Súr zahynulo 12 lidí, píše agentura AFP s odvoláním na zdravotnický zdroj. Izraelská armáda dnes oznámila, že na jihu Libanonu zadržela dva lidi, které odvezla do Izraele k výslechu. Úřad vysokého komisaře OSN pro lidská práva (OHCHR) vyšle příští týden do Libanonu tým, který prošetří možná porušování mezinárodního humanitárního práva. Dnes to podle agentury Reuters uvedl šéf úřadu Volker Türk.

Hadi Alodid, útočník z Belfastu, stojí před soudem. Jeho oběť přišla o oko

Třicetiletý Hadi Alodid obviněný z pokusu o vraždu stanul ve středu před soudem v Belfastu. Podle obžaloby měl při útoku nožem vážně zranit jiného muže, který následkem napadení přišel o levé oko.

OpenAI míří na burzu a čeká ji tlak Wall Street

OpenAI udělala další krok ke vstupu na americkou burzu. Firma stojící za ChatGPT podala důvěrný registrační dokument a může se zařadit mezi nejhodnotnější burzovní debuty v historii. Pro velké společnosti kolem umělé inteligence tím ale začíná nová etapa, ve které už nebude stačit jen silný příběh o budoucnosti.

Evropu chrání před hlubší energetickou krizí slunce. Šetří miliardy

Válka na Blízkém východě dál otřásá energetickými trhy a drží ceny ropy i zemního plynu vysoko. Evropa však díky rychlému rozvoji solární energetiky zvládá dopady krize výrazně lépe, než by tomu bylo ještě před několika lety.

Premiér Netanjahu bude kandidovat v letošních volbách, uvedla jeho strana Likud

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu bude opět kandidovat v letošních parlamentních volbách. Podle agentur to dnes oznámila jeho strana Likud. Datum voleb nebylo dosud stanoveno, musejí se ale konat nejpozději v říjnu. Server The Times of Israel upozornil, že oznámení přichází poté, co americký prezident Donald Trump v úterý vyjádřil pochybnosti, zda bude Netanjahu usilovat o znovuzvolení.

Vstup SpaceX na burzu může dál tlačit na kryptoměny

Plánovaný vstup SpaceX na burzu může mít dopad i na kryptoměnový trh. Analytici upozorňují, že obří nabídka akcií by mohla odčerpat část peněz z rizikovějších aktiv, včetně bitcoinu a dalších kryptoměn. Trh už teď sleduje, zda se investoři nezačnou přesouvat právě k akciím Muskovy vesmírné firmy.

Příliš mnoho dusíku může oslabit lesní ekosystémy

Lesní půda patří k největším zdrojům přirozených toků uhlíku mezi pevninou a atmosférou. Pod povrchem nepřetržitě pracují kořeny i mikroorganismy, které rozkládají organickou hmotu a přitom uvolňují oxid uhličitý. Tento proces, označovaný jako půdní respirace, se však v mnoha částech světa začíná měnit.

V Belfastu po brutálním útoku nožem vypuklo protiimigrační násilí

Severní Irsko v úterý večer zachvátily násilné protesty proti migrantům. Maskovaní demonstranti v Belfastu zapalovali domy a vozidla v reakci na brutální útok nožem. Policie v souvislosti s napadením obvinila třicetiletého Súdánce z pokusu o vraždu.

KOMENTÁŘ: Je to oficiální, OpenAI míří na burzu. Konkurent má ale zatím větší hodnotu

OpenAI oficiálně požádala o vstup na burzu. Jedna z nejsledovanějších společností světa tak zřejmě už brzy nabídne veřejnosti své akcie. Snadné to ale mít nebude. Jednak musí obhájit svou tržní kapitalizaci a jednak se bude potýkat s konkurentem, který stihne debut na burze dřív.

Ruské síly útočily na Charkov, po ukrajinském útoku hoří rafinérie v Samaře

Ruské síly v noci na dnešek podnikly 26 útoků na ukrajinské město Charkov, které si podle místních úřadů vyžádaly pět zraněných. Také Ukrajina pokračovala v úderech na ruské cíle, po jednom z nich vypukl požár v Kujbyševské ropné rafinérii ve městě Samara, informoval server Ukrainska Pravda s odvoláním na informace a nahrávky očitých svědků zveřejněné na ruské síti Telegram.

Pákistánské údery v Afghánistánu mají nejméně 13 mrtvých, uvedl Tálibán

Pákistánské vzdušné údery ve třech afghánských provinciích si vyžádaly nejméně 13 mrtvých a 14 zraněných. Dnes to podle agentury Reuters oznámil mluvčí vládního hnutí Tálibán Zabíhulláh Mudžáhid.

Hrozí další růst cen. Zásoby ropy klesají na minima za desítky let

Zásoby ropy v nejvyspělejších ekonomikách se blíží k nejnižším úrovním od začátku vedení záznamů v roce 2003, napsal server The Korea Times s odkazem na americký Úřad pro energetické informace (EIA). Zásoby nahrazují výpadek dodávek ropy z Blízkého východu.

USA uvedly, že dokončily odvetné údery na Írán, ten ohlásil protiútoky

Spojené státy dokončily odvetné údery na Írán za sestřelení amerického vrtulníku Apache nad Hormuzským průlivem. Dnes nad ránem SELČ to na síti X oznámilo oblastní velitelství amerických sil na Blízkém východě (CENTCOM). Íránská média mezitím s odvoláním na vojenské velení a revoluční gardy podle agentury Reuters uvedla, že íránské síly v reakci na nové americké údery podnikly útoky na základny USA v regionu Perského zálivu, mimo jiné na velitelství americké páté flotily v Bahrajnu. Podle informací serveru Axios vypustil Írán nejméně čtyři balistické střely a několik dronů na základny USA v Bahrajnu, Kuvajtu a Jordánsku.

Ariana Grande je po třech letech single

Ariana Grande je po třech letech opět nezadaná. Se svým partnerem Ethanem Slaterem se rozešla už před několika měsíci. Oba se podle lidí z jejich okolí rozešli v dobrém a nadále spolu vycházejí.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama