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

Francie posílí ochranu kritické infrastruktury. Macron varuje před ruskou hrozbou

Francie chce lépe chránit svou kritickou infrastrukturu před útoky dronů a kybernetickými hrozbami. Prezident Emmanuel Macron pověřil vládu přípravou nového plánu, který se má zaměřit také na citlivé objekty obranného průmyslu. Za jednu z hlavních hrozeb označil sílící ruské hybridní aktivity.

Tchaj-wan pořádal cvičení s raketami a drony, týden před summitem Trumpa a Siho

Na Tchaj-wanu se dnes konala vojenská cvičení s raketami a bezpilotními letouny, a to necelý týden před summitem amerického a čínského prezidenta ve Spojených státech, na němž se bude mimo jiné projednávat osud tohoto samosprávného ostrova. Napsala to agentura AP. Summit by se měl uskutečnit 24. září ve Washingtonu.

Po explozi bomby u mešity na severozápadě Pákistánu je 21 mrtvých a 80 zraněných

Nejméně 21 mrtvých a 80 zraněných si podle nové bilance vyžádal výbuch silné bomby u mešity na severozápadě Pákistánu, informovala agentura AP. Incident se stal v době, kdy v regionu prudce vzrostlo násilí a bezpečnostní složky bojují s ozbrojenci.

Ceny ropy třetí den v řadě klesají. Obavy o saúdské dodávky polevují

Ceny ropy v pátek třetí den za sebou klesaly, protože obavy z výpadků saúdských dodávek polevily. Nad zprávami o dalších útocích mezi Saúdskou Arábií a jemenskými Húsíi převážila naděje, že se více ropy dostane k odběratelům náhradními cestami.

USA schválily možný prodej F-35 Saúdské Arábii za 24,3 miliardy dolarů

Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa schválila možný prodej 48 stíhaček F-35 Saúdské Arábii za odhadovaných 24,3 miliardy dolarů. Rijád by jejich dodáním získal letouny, které na Blízkém východě dosud provozuje pouze Izrael. Obchod nicméně ještě může narazit v Kongresu.

Střelba ve škole na Filipínách. Nejméně tři mrtví a osm zraněných, šestnáctiletý útočník spáchal sebevraždu

Šestnáctiletý útočník v pátek zastřelil na střední škole na Filipínách dva studenty a dalších osm zranil. Následně podle místních úřadů spáchal sebevraždu. Jde už o třetí smrtelnou střelbu v areálu školy v zemi za poslední čtyři měsíce.

Kojotům se v Seattlu daří lépe než ve volné přírodě

Kojoti v Seattlu žijí v mnohem vyšší hustotě než v přírodních oblastech amerického státu Washington. Nová studie ukazuje, že město jim nabízí dostatek potravy, méně přirozených nepřátel a prostředí, kterému se dokázali překvapivě dobře přizpůsobit.

OSN: USA v Íránu zřejmě spáchaly válečné zločiny, Teherán zločiny proti lidskosti

Vyšetřovací mise Organizace spojených národů (OSN) má důvodné podezření, že Spojené státy při únorových útocích na školu a sportovní areál v Íránu spáchaly válečné zločiny. Ve stejné zprávě označila potlačování protivládních protestů íránskými úřady za zločiny proti lidskosti.

EU vyplatí Ukrajině 3,3 miliardy eur z půjčky, jsou určeny na zbraně a drony

Evropská komise dnes vyplatí 3,3 miliardy eur (80,2 miliardy Kč) z vojenské části půjčky na podporu Ukrajiny. Peníze jsou určeny na nákup raket a dronů a pomohou Ukrajině bránit její území a vzdušný prostor před pokračující ruskou agresí, uvedla komise v prohlášení.

Jak vznikl bitcoin. Záhadný Satoshi napsal devět stran a změnil svět financí

Bitcoin dnes zná i člověk, který nikdy žádnou kryptoměnu nekoupil. Jeho začátek byl ale mnohem nenápadnější: pár odstavců v e-mailu, devítistránkový dokument a první blok vytvořený na obyčejném počítači.

Král Karel po Dianině smrti působil, jako kdyby vyhrál v loterii, napsal její bratr

Bratr princezny Diany Charles Spencer přišel s dalším ostrým tvrzením o britském králi Karlovi. Ve své nové knize popisuje telefonát krátce po Dianině smrti v roce 1997 a tvrdí, že tehdejší princ zněl „nadšeně jako výherce loterie“. Buckinghamský palác jeho vzpomínky zpochybňuje.

Ruské údery mají na Ukrajině mrtvou a 31 zraněných; Ukrajina zasáhla rafinerii

Počet zraněných po nočních ruských vzdušných úderech na Kyjev stoupl na 20, jsou mezi nimi i dvě děti, uvedl dnes starosta města Vitalij Kličko. Při útocích na Oděskou oblast utrpělo zranění dalších sedm lidí a v Záporožské oblasti zahynula žena, oznámily tamní úřady. Zraněné hlásí i další ukrajinské regiony. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj uvedl, že Rusko zasáhlo také energetickou infrastrukturu v Sumské a Oděské oblasti, a potvrdil, že ukrajinské síly poškodily rafinerii v ruské Jaroslavli a zasáhly leteckou základnu v Rostově na Donu.

Evropská komise navrhla zákaz sociálních sítí pro děti mladší 13 let

Pro děti mladší 13 let by měl platit zákaz sociálních sítí a teprve patnáctiletí by si mohli založit vlastní účet. Vyplývá to z návrhu takzvaného EU KIDS Act, který dnes představila Evropská komise. Cílem je posílit bezpečnost dětí na internetu v celé Evropské unii, obrysy předpisu přitom nastínila již ve středečním projevu ve Štrasburku šéfka EK Ursula von der Leyen.

Rusko podle tajných služeb chystá útoky v zemích podporujících Kyjev, řekl Tusk

Rusko podle tajných služeb plánuje hybridní útoky s použitím dronů a raket na státy podporující Ukrajinu, včetně Polska. Dnes to v projevu v Sejmu řekl polský premiér Donald Tusk. Pozdní podzim a zima budou podle něho nejkritičtějším momentem v ruské válce proti Ukrajině.

Fico v pátek navštíví Ukrajinu, oznámil Tusk, který se tam také chystá

Slovenský premiér Robert Fico v pátek navštíví Ukrajinu. Dnes to oznámil šéf polské vlády Donald Tusk, který se tam také chystá a se svým slovenským kolegou se sejde. Píší o tom server onet.pl nebo agentura Ukrinform. To, že v pátek jede na Ukrajinu, Fico nečekaně a bez dalších podrobností oznámil při návštěvě Prešova.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama