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

KOMENTÁŘ: Úspěšný test vakcíny proti rakovině poslal Modernu do nebes. Má to ale háček

Americká společnost Moderna si za jediný den na burze připsala asi 169 %. Za impozantním nárůstem stojí slibné testování vakcíny proti rakovině kůže. Její možný potenciál ale naráží na dva faktory – administrativu Donalda Trumpa a sentiment lidí kolem mRNA vakcín.

Řecko přesouvá svůj systém Patriot na Krétu kvůli ochraně námořní základny

Řecko přesouvá svůj protivzdušný systém Patriot na Krétu, aby lépe ochránilo klíčovou námořní základnu Suda před možnými útoky z Íránu. Píše to dnes server ERT News a další řecká média s odkazem na své zdroje. Armáda oficiálně informaci nepotvrdila.

Shein jde na burzu, ale za zlomek svého dřívějšího ocenění

Čínský gigant levné módy Shein v pondělí spustil dlouho očekávaný vstup na hongkongskou burzu. Mohla by dosáhnout hodnoty 27 miliard dolarů (téměř 558 miliard korun). Finální cena bude oznámena poslední srpnový den. Obchodování začne 1. září.

Dvě děti zahynuly, sedm zraněno při ukrajinském náletu na Krasnodar

Dvě děti přišly o život a dalších devět lidí, včetně sedmi dětí, utrpělo zranění při náletu ukrajinských dronů na Krasnodar na jihozápadě Ruska. Trosky dronů zasáhly obytné budovy a také sklady, ve kterých vypukl požár, uvedl gubernátor Krasnodarského kraje Veniamin Kondraťjev. Ukrajinská armáda v noci na dnešek podle svého prohlášení zasáhla ruský letoun MiG-29 a dvě ruské lodě v Černém moři. Rusko zase uvedlo, že trefilo tanker poblíž Oděsy, píše agentura Reuters.

Mikroplasty pronikají do těl amazonských zvířat

Mikroplasty se v Amazonii dostávají i do míst vzdálených od velkých měst a postupně procházejí celým potravním řetězcem. Vědci je našli v rybách, netopýrech, tapírech i krabech. Některé druhy ptáků navíc používají plastový odpad při stavbě hnízd.

Zatímco námořník sloužil na Blízkém východě, pohraniční hlídka zadržela jeho otce

Zatímco americký námořník Joshua Aviles slouží více než devět měsíců na letadlové lodi USS Abraham Lincoln, která byla nasazena na Blízkém východě, pohraniční hlídka zadržela jeho otce. Ministerstvo vnitřní bezpečnosti uvedlo, že služba v armádě nezajišťuje protekci před zadržením z důvodu ilegálního pobytu v zemi.

Masa odpadu v Guineji pohřbila domy i lidi. Desítky mrtvých

Nejméně 30 lidí v neděli zahynulo při sesuvu odpadu v Guineji. Masa odpadu pohřbila chatrče i s lidmi. Několik domů bylo zničeno, probíhá pátrání po přeživších, kteří mohli zůstat uvězněni pod odpadem. Úřady měly ze zhroucení skládky obavy.

Volby v Kazachstánu podle očekávání ovládla strana stojící za prezidentem

Nedělní parlamentní volby v Kazachstánu podle očekávání jasně ovládla strana Adilet podporující prezidenta Kasyma-Žomarta Tokajeva. Strana, kterou letos založili jeho spolupracovníci, získala přes 71 procent hlasů, oznámila dnes podle agentury Reuters volební komise. Výsledek společně s předchozím sloučením dvou komor parlamentu do jedné podle médií posílí prezidentovu pozici.

Indie obnovuje staré vodní systémy

Nedostatek vody a stále méně předvídatelné srážky nutí indické komunity hledat řešení v minulosti. Vesnice napříč zemí proto obnovují studny, nádrže a hliněné hráze, které po staletí zachycovaly monzunovou vodu. Tradiční stavby pomáhají doplňovat podzemní zásoby a často fungují lépe než moderní infrastruktura.

Radoslav Kováč převzal fotbalisty Plzně

Viktoria Plzeň našla náhradu za odvolaného Martina Hyského. Novým hlavním trenérem se stal Radoslav Kováč, který podepsal smlouvu do konce sezony. Součástí dohody je také opce na další dva roky.

Zdravotní stav norského krále se během hospitalizace zhoršuje, informoval královský palác

Zdravotní stav norského krále Haralda V. se během víkendu zhoršil. Devětaosmdesátiletý panovník zůstává v nemocnici, kde lékaři kromě problémů souvisejících s chudokrevností léčí také bakteriální infekci v krvi. Podle královského paláce je jeho stav stabilní a na léčbu antibiotiky reaguje.

Muž nechal sedmiletého syna v půlce výstupu na horu Fudži. Vrátil se pro něj za pět hodin

Muž nechal svého sedmiletého syna samotného na hoře Fudži, zatímco sám pokračoval ve výstupu se starším synem. Chlapec podle policie zůstal několik hodin bez dozoru ve výšce kolem 2500 metrů nad mořem. Otec si od policistů vysloužil jen napomenutí.

Macron slíbil Zelenskému střely do protivzdušných systémů

Francouzský prezident Emmanuel Macron dnes slíbil hlavě ukrajinského státu Volodymyru Zelenskému dodávky střel do systémů protivzdušné obrany. Oznámil to na síti X. Zelenskyj uvedl, že během telefonátu mu Macron řekl, že Francie pomůže Ukrajině také v jednáních s dalšími zeměmi, které mají nedostatkové střely do protivzdušných kompletů Patriot. Ukrajina, která od února 2022 vzdoruje ruské invazi, se v poslední době jen s obtížemi brání útokům balistickými raketami. Důvodem je podle dostupných informací nedostatek munice do patriotů.

Průmysl táhne eurozónu vzhůru, podnikatelská aktivita je nejsilnější za devět měsíců

Podnikatelská aktivita v eurozóně v srpnu rostla nejrychlejším tempem za devět měsíců. Oživení táhl především průmysl, který zaznamenal nejlepší výsledek za více než čtyři roky. Firmám zároveň přibývají nové zakázky a po několika měsících začaly znovu nabírat zaměstnance.

Z Bulharska odletěly tankovací letouny USA, jejichž rozmístění kritizoval Írán

Leteckou základnu Bezmer na jihovýchodě Bulharska opustila dvojice amerických vojenských tankovacích letounů, jejichž tamní rozmístění kritizoval Írán. Dnes o tom informovala agentura Reuters. Deník Financial Times (FT) tento týden napsal, že i kvůli těmto tankovacím strojům zvažovali íránští představitelé údery na cíle v Bulharsku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama