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

Cambridge Science Park čeká rozsáhlá proměna

Nejstarší vědecký park v Evropě se může během příštích desetiletí výrazně rozšířit. Trinity College Cambridge představila plán, který počítá s novými laboratořemi, veřejnými zelenými plochami, vodními prvky i lepším propojením s okolím. Projekt má přinést tisíce pracovních míst a zároveň posílit biodiverzitu a odolnost krajiny.

Tichá proměna přírody. AI odhalila znepokojivý trend

Umělá inteligence (AI) pomohla vědcům odhalit, jak výrazně klimatická změna ovlivňuje rostliny po celém světě. Nová studie ukázala, že doba kvetení se za posledních sto let posouvá v průměru o 2,5 dne za desetiletí. Na první pohled jde o nepatrnou změnu, podle odborníků však může narušit vztahy mezi rostlinami a opylovači, na nichž závisí fungování celých ekosystémů.

Apple se dohodl s Intelem na spolupráci při vývoji a výrobě čipů v USA

Americká technologická společnost Apple se dohodla s polovodičovou firmou Intel na spolupráci při vývoji a výrobě čipů ve Spojených státech. Na své sociální síti Truth Social to dnes oznámil americký prezident Donald Trump. Akcie Intelu na tuto zprávu reagovaly výrazným růstem.

Slovenský parlament začal kvůli vysokému dluhu země jednat o důvěře vládě

Slovenský parlament začal dnes dopoledne jednat o návrhu vlády, aby jí zákonodárný sbor v souvislosti s vysokým zadlužením země vyslovil důvěru. Poslanci by o žádosti kabinetu premiéra Roberta Fica měli hlasovat ještě dnes. Vládní většina v úvodu schůze prosadila omezení délky rozpravy maximálně na 12,5 hodiny. Fico už ve středu řekl, že hlasování považuje za formalitu, neboť jeho vláda se ve 150členné sněmovně opírá o 78 poslanců, tedy o většinu tří hlasů. Rozpravu už v jejím začátku provázely slovní přestřelky mezi vládním a opozičním táborem.

Nigerijci stále častěji posílají peníze přes stablecoiny

Nigerijci stále častěji využívají stablecoiny navázané na americký dolar k převodům peněz přes hranice. Domácnosti i malé firmy hledají rychlejší a levnější cestu než tradiční platební kanály. Z původně okrajového využití stablecoinů se v zemi stává významný způsob přeshraničních plateb.

Europoslanci schválili zrušení cel na dovoz z USA a další části obchodní dohody

Poslanci Evropského parlamentu schválili zrušení dovozních cel na většinu průmyslového a zemědělského zboží z USA. Jde o klíčovou součást obchodní dohody s Washingtonem z loňského léta. Tu Evropská komise dojednala ve snaze zabránit zavedení vysokých cel americkým prezidentem Donaldem Trumpem.

Sériový vrah z Gilgo Beach dostal doživotí. Soudce ho označil za „odporného muže“

Rex Heuermann, známý jako sériový vrah z Gilgo Beach, si odpyká maximální trest, rozhodl soud. Dvaašedesátiletý architekt uškrtil osm žen a jejich těla nechal v mokřadech na jižním pobřeží ostrova Long Island. Soudního slyšení se účastnili pozůstalí i dávno dospělé děti obětí. K vraždám došlo v letech 1993 až 2010 a vyšetřování trvalo více než deset let.

Moskva čelila největšímu ukrajinskému útoku za poslední dva roky

Moskva v noci na dnešek čelila největšímu dronovému útoku za dva roky, informuje agentura TASS. Protivzdušná obrana podle starosty Sergeje Sobjanina sestřelila 190 ukrajinských bezpilotních letounů. Hlášeni jsou zranění, jejich počet se upřesňuje. Provoz všech velkých moskevských letišť byl z bezpečnostních důvodů přerušen. Při útoku ukrajinského dronu v Belgorodské oblasti zahynul jeden člověk, uvedly místní úřady. Některé útoky, včetně zasažení rafinerie v Moskvě, potvrdil na síti X ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Označil je za zcela opodstatněné.

Rutte potvrdil omezení amerického příspěvku do sil NATO, změna platí okamžitě

Omezení příspěvku Spojených států do krizových sil NATO vstoupilo v platnost okamžitě, řekl před dnešním jednáním ministrů obrany Severoatlantické aliance v Bruselu generální tajemník bloku Mark Rutte. Dodal, že ostatní spojenci již zvyšují své příspěvky, aby zaplnili mezery vzniklé po americkém kroku. Rutte zdůraznil, že aliance o amerických plánech věděla dlouho předem. To potvrdil i německý ministr obrany Boris Pistorius, který zároveň uvedl, že proces stažení části amerických sil z Evropy musí být koordinovaný. Bylo by podle něj nebezpečné, kdyby byl příliš rychlý.

Nový předseda a nový směr. Fed čeká zásadní proměna

Nový předseda amerického Federálního rezervního systému (Fed) Kevin Warsh zahájil rozsáhlou rekonstrukci fungování centrální banky. Naráží však na současné ekonomické klima, které nepodporuje zmírňování měnové politiky.

USA a Írán podepsaly rámcovou dohodu o ukončení konfliktu. Co je jejím obsahem?

Spojené státy a Írán podepsaly rámcovou dohodu, která má ukončit současný konflikt a otevřít cestu k širší mírové dohodě. Dokument obsahuje čtrnáct bodů od zastavení bojů přes zrušení sankcí až po závazek Teheránu nevlastnit jadernou zbraň. Mnoho klíčových detailů však zůstává předmětem dalších jednání.

Messi hattrickem zařídil výhru Argentiny, řeší se ale i sporný zákrok

Argentina vstoupila do mistrovství světa 2026 přesvědčivou výhrou 3:0 nad Alžírskem. Hlavní postavou byl Lionel Messi, který při svém 200. reprezentačním startu nastřílel hattrick a znovu posunul historické rekordy. Vedle jeho výkonu se ale po zápase řešil také zákrok, za který mohl vidět červenou kartu.

Vláda Rovníkové Guineje podala demisi. Nepodařilo se jí naplnit stanovené cíle

Vláda Rovníkové Guineje podala demisi. Podle vedení země nedokázala naplnit většinu stanovených cílů. Oznámil to viceprezident Teodoro Nguema Obiang Mangue, syn prezidenta Teodora Obianga Nguemy Mbasoga.

Binance může přijít o povolení v Evropské unii

Největší kryptoburza světa Binance může od příštího měsíce přijít o možnost obsluhovat klienty v Evropské unii. Důvodem má být očekávané odmítnutí její žádosti o licenci podle nových evropských pravidel MiCA. Osud zákazníků Binance v unijních zemích tak zůstává nejistý.

KOMENTÁŘ: SpaceX zažívá silný první týden na burze. Legendární investor ale před jejími akciemi varuje

Ačkoli od burzovního debutu vesmírné společnosti SpaceX uplynulo jen pár dní, už teď doručila svým akcionářům výkonnost, na kterou leckterá firma potřebuje celý rok. Legendární investor Michael Burry, který předpověděl pád hypotečního trhu v USA v roce 2008, ale před investicí do SpaceX varuje.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama