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

Akcie SpaceX jsou na burze, předběžně naznačují růst alespoň o 28 procent

Na trhu Nasdaq ve Spojených státech jsou ode dneška veřejnosti k dispozici akcie americké společnosti SpaceX, kterou založil a vede podnikatel Elon Musk. V primární veřejné nabídce akcií (IPO) podnik získal 75 miliard dolarů (1,57 bilionu Kč), jde tak o největší IPO všech dob. Předběžné propočty ukazují, že akcie by mohly v úvodu obchodování zpevnit alespoň o 28 procent na 174 dolarů za kus, uvedla agentura Reuters.

Thajská princezna zemřela po letech v komatu

Thajská princezna Bajrakitiyabha Narendira Debyavati, nejstarší dcera krále Mahy Vajiralongkorna, zemřela ve věku 47 let. Oznámil to v pátek thajský královský palác. Princezna byla podle oficiálního prohlášení dlouhodobě vážně nemocná a téměř čtyři roky strávila v bezvědomí.

Evropa mizí pod betonem. Přírodu ztrácí rychleji, než se myslelo

Evropa přichází o krajinu výrazně rychleji, než ukazují oficiální statistiky. Nová studie odhalila, že skutečný rozsah úbytku půdy je téměř dvojnásobný oproti dosavadním odhadům. Vědci upozorňují, že pod betonem, asfaltem a novou zástavbou každoročně mizí mnohem více přírody i zemědělské půdy, než si evropské státy dosud uvědomovaly.

Ukrajinské a ruské úřady hlásí mrtvé a zraněné po dronových útocích nepřítele

Ruské útoky v ukrajinské Sumské oblasti v noci na dnešek zabily železničářku a další zranily. Dva mrtvé hlásí úřady v ruské Brjanské oblasti. Ukrajinské drony útočily také v Tatarstánu a zranily tři lidi, informoval šéf regionu Rustam Minnichanov. Ukrajinská armáda ohlásila zásah dvou ruských rafinérií a chemičky.

Nigerijská armáda za rok zabila přes 13.000 teroristů, tvrdí prezident Tinubu

Nigerijská armáda v uplynulém roce zabila více než 13.000 teroristů, prohlásil dnes prezident země Bola Tinubu. Zároveň podle něj od jeho nástupu do funkce v roce 2023 klesl počet obětí islamistického povstání o 81 procent. Informovala o tom agentura AFP.

Velké solné jezero skrývá podzemní zásoby sladké vody

Pod vysychajícím Velkým solným jezerem v americkém Utahu se nachází mnohem větší zásoba sladké vody, než se dosud předpokládalo. Vědci nově zmapovali podzemní systém, který sahá několik kilometrů pod dno jezera a může významně ovlivnit pohled na fungování této unikátní krajiny i možnosti boje s prachovým znečištěním.

Dohoda USA a Íránu otevře Hormuzský průliv a umožní prodej íránské ropy

Americko-íránské memorandum o porozumění, které by podle prezidenta Donalda Trumpa mohlo být podepsáno již o víkendu, zahrnuje prodloužení příměří o 60 dnů, okamžité znovuotevření Hormuzského průlivu, dočasnou výjimku umožňující prodej sankcionované íránské ropy či základní rámec pro řešení otázky íránských zásob vysoce obohaceného uranu. Dnes to uvedl server Axios s odvoláním na diplomata ze zprostředkovatelské země a amerického činitele. Text dohody podle zdrojů serveru schválilo íránské vedení, nicméně pravděpodobně ne přímo sám nejvyšší vůdce Modžtaba Chameneí.

Hormuzský průliv se může brzy otevřít. Lodě se vrátí rychle, tvrdí šéf dopravního giganta

Provoz v Hormuzském průlivu by se měl rychle do jisté míry obnovit, pokud USA s Íránem dosáhnou důvěryhodné mírové dohody, která zlepší bezpečnost na této klíčové vodní trase, míní Lars Barstad, generální ředitel přepravní společnosti Frontline. Podle amerického prezidenta Donalda Trumpa může k podpisu dohody dojít už tento víkend.

Dohodu s Íránem podepíšeme o víkendu v Evropě, prohlásil Trump. Teherán to popírá

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek večer prohlásil, že ke slavnostnímu podepsání mírové dohody s Íránem by mohlo dojít o víkendu někde v Evropě. Mluvčí íránské diplomacie Esmáíl Baghájí však uvedl, že Teherán zatím žádnou dohodu neschválil. Vysoce postavený íránský představitel zase varoval před podvodem. Zdroj obeznámený se situací nicméně ubezpečil, že v rozhovorech došlo ke skutečným průlomům.

Muskovo jmění může po vstupu SpaceX na burzu přesáhnout bilion dolarů

Elon Musk se po vstupu SpaceX na burzu stal na papíře prvním člověkem s majetkem přesahujícím jeden bilion dolarů. Rekordní nabídka akcií ukázala, jak silně investoři věří jeho firmám, i když část hodnoty stojí na plánech, které se mohou naplnit až za mnoho let.

Policie vyšetřuje záhadný nápis „8647“ na trávníku v centru Washingtonu

Americké úřady vyšetřují velký nápis "8647", který se objevil v trávě na National Mall ve Washingtonu. Čísla bývají spojována s odpůrci prezidenta Donalda Trumpa, jeho spojenci je ale považují za možnou výzvu k násilí.

Jihokorejský exprezident dostal dalších 30 let vězení

Bývalý jihokorejský prezident Jun Sok-jol dostal dalších 30 let vězení za vyslání vojenských dronů nad Severní Koreu. Soud dospěl k závěru, že akce měla vyvolat napětí na Korejském poloostrově a pomoci vytvořit záminku pro pozdější vyhlášení stanného práva.

Taylor Swift se stala nejmladší ženou uvedenou do Songwriters Hall of Fame

Taylor Swift zažila v New Yorku další výrazný milník své kariéry. Během slavnostního večera Songwriters Hall of Fame poděkovala rodině, která se kvůli jejímu hudebnímu snu kdysi přestěhovala z Pensylvánie do Nashvillu. Při projevu neudržela emoce a připomněla, že bez podpory nejbližších by na pódiu nestála.

Po 26 letech identifikovali muže nalezeného ve spacáku v národním parku

Američtí vyšetřovatelé po více než čtvrtstoletí zjistili totožnost muže, jehož ostatky byly nalezeny v odlehlé části národního parku Olympic ve státě Washington. Pomohly moderní forenzní testy a genetická genealogie, díky nimž se podařilo najít příbuzné zemřelého.

Helen Mirren se vyjádřila k Izraeli i budoucnosti MobLandu

Helen Mirren na filmovém festivalu v Taormině promluvila o svém vztahu k Izraeli i o současném dění na Blízkém východě. Herečka, která má s Izraelem dlouhodobé osobní vazby, zároveň zdůraznila, že neschvaluje postup země vůči Palestincům. Vedle toho se vyjádřila také k seriálu MobLand a k možnému návratu Toma Hardyho.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama