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

Britský expremiér Keir Starmer oznámil, že rezignuje na poslanecký mandát

Bývalý britský premiér za labouristy Keir Starmer oznámil, že se vzdá poslaneckého mandátu za londýnský volební obvod Holborn a St Pancras. Jeho rozhodnutí povede k vypsání doplňovacích voleb.

Téměř vyhynulá rostlina se na Galapágách vrací do přírody

Třicetileté úsilí ochránců přírody pomohlo zachránit kriticky ohroženou rostlinu Galvezia leucantha. Z pouhých šesti jedinců se její populace rozrostla na 28 dospělých rostlin. Obnova druhu ale stále závisí na péči odborníků a dostatku vody.

Účast Tchaj-wanu na summitu v Palau vyvolala ostrou reakci Číny

Čína ostře protestuje proti účasti Tchaj-wanu na letošním Fóru tichomořských ostrovů v Palau. Zvláštní vyslanec Pekingu varoval před blíže neurčenými následky poté, co se tchajwanský ministr zahraničí objevil na zahajovacím ceremoniálu. Spor tak dál zvyšuje napětí na jednání, které se mělo soustředit především na problémy samotného regionu.

Počet obětí záplav v Nepálu a Tibetu přesáhl 1000

Počet obětí ničivých záplav v Nepálu a Tibetu dosáhl 1003 poté, co dnes nepálské úřady zveřejnily aktualizovanou bilanci s 987 mrtvými, píše agentura AFP. Poslední údaje z čínské strany uváděly 16 obětí v Tibetu.

Za kryptobankou Trumpových má stát šejk z Abú Zabí

Novou americkou kryptobanku napojenou na rodinu Donalda Trumpa má významně podporovat šejk Tahnún z Abú Zabí. Investoři spojení s členem vládnoucí rodiny Spojených arabských emirátů údajně drží 49 procent společnosti, která bankovní projekt zastřešuje. Povolení regulátora je zatím pouze předběžné.

Debut Sheinu na burze začal propadem akcií. Investoři firmě nedůvěřují

Velmi očekávaný debut giganta levné módy Shein na hongkongské burze začal propadem akcií o 8 procent. Investoři se totiž obávají dopadů regulačních problémů, které dlouho oddalovaly vstup společnosti na burzu.

Ruský útok na železniční infrastrukturu v Kyjevě zabil sedm lidí

Po ruském útoku na vlakové depo a další železniční infrastrukturu v Kyjevě zemřelo sedm lidí, uvedl dnes podle agentury Reuters šéf ukrajinských státních železnic Oleksandr Pertsovskyj. Šest z obětí jsou podle něj zaměstnanci drah. Ruské ministerstvo obrany uvedlo, že Rusko v noci útočilo na vojenskou a energetickou infrastrukturu v Kyjevě a v Oděse. Poplach před leteckými útoky v noci zněl i v dalších částech Ukrajiny. Také ukrajinská armáda útočila na ruské území, podle Reuters při takovém útoku zahynul jeden člověk v Belgorodské oblasti.

V Nepálu pátrají po 900 dělnících uvězněných v tunelech, obětí záplav přibývá

Nepál bojuje s časem. Záchranáři a vojáci hledají zhruba 900 lidí, kteří pracovali v tunelech napojených na 13 vodních elektráren umístěných na řekách, které minulý týden postihly masivní záplavy. Počet obětí roste. Stovky neidentifikovaných obětí končí v hromadných hrobech.

Po útoku na newyorském Times Square zemřela pobodaná žena i pachatelka

Newyorská policie v pondělí postřelila ženu, která na Times Square mávala dvěma velkými noži a pobodala dva náhodné lidi. Jeden z nich zemřel, stejně jako pachatelka, napsala dnes agentura AP.

Čínský průmysl se v srpnu zlepšil, stále ale zůstává v útlumu

Čínský průmysl v srpnu vykázal známky zlepšení, k návratu k růstu však zatím nedošlo. Index nákupních manažerů se přiblížil klíčové hranici 50 bodů a vzhůru zamířily výroba i nové objednávky. Slabší zůstávají služby, stavebnictví i domácí poptávka.

Nejvyšší soud povolil Trumpovi pokračovat ve výstavbě tanečního sálu

Americký prezident Donald Trump slaví vítězství. Nejvyšší soud mu v pondělí povolil pokračovat v pracích na tanečním sále v Bílém domě. Neprohlásil však projekt za legální či ilegální a neřešil, zda směl Trump nechat zbourat Východní křídlo budovy. I přes pokračující spor se skupinou pro ochranu památek může sál dokončit.

Trump požádal Apple, aby ve svých mapách změnil Ontarijské jezero na Americké

Americký prezident Donald Trump požádal společnost Apple, aby ve své mapové aplikaci změnila název Ontarijského jezera na Americké jezero, uvedl v pondělí podle agentury AP ministr vnitra Doug Burgum. Trump minulý týden podepsal exekutivní příkaz týkající se této vodní plochy, která se ocitla v centru pozornosti v souvislosti s eskalující obchodní válkou s Kanadou. Společnost Google změnila název ve svých mapách o víkendu.

Benátský filmový festival přivítá Clooneyho, Pattinsona i členy Oasis

Benátky se znovu promění v centrum filmového světa. Na 83. ročník prestižního festivalu zamíří George Clooney, Robert Pattinson, Penélope Cruz i bratři Noel a Liam Gallagherovi. Program nabídne oscarové naděje, politické dokumenty i příběhy skutečných osobností.

Americký ministr armády Driscoll rezignuje

Americký ministr armády Dan Driscoll odchází po zhruba 18 měsících ve funkci. Bílý dům důvod jeho rezignace nezveřejnil, odchodu ale předcházely dlouhodobé neshody s ministrem obrany Petem Hegsethem. Driscoll se v posledních měsících výrazně podílel také na modernizaci armády a jednáních o válce na Ukrajině.

Střelba v klubu ve švýcarském Aarau: Policie zadržela podezřelého

Švýcarská policie zadržela 43letého Švýcara podezřelého ze střelby na techno rave party ve městě Aarau, při níž zemřela 22letá Italka Maria Spinelli a a dalších pět lidí utrpělo zranění. Zadržení přišlo po téměř celém dni pátrání.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama