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

Kvůli podezření na dron vzlétly stíhačky NATO. Letiště ve Vilniusu přerušilo provoz

Podezření na dron přilétající od Běloruska v sobotu ráno dočasně zastavilo provoz letiště ve Vilniusu. Do vzduchu vzlétly stíhačky NATO a obyvatelé části Litvy dostali varování do mobilních telefonů. Úřady později poplach odvolaly. Přítomnost dronu se nepotvrdila a armáda při následném průzkumu nenašla žádné podezřelé objekty.

Americká ekonomika vytvořila jen 29 tisíc pracovních míst. Akcie přesto rostly

Nábor zaměstnanců ve Spojených státech v září výrazně zpomalil. Mimo zemědělství přibylo 29 tisíc pracovních míst a nezaměstnanost dosáhla 4,2 procenta. Investoři přesto poslali akcie vzhůru. Slabší výsledky totiž zmírnily očekávání, že americká centrální banka ještě v říjnu znovu zvýší úrokové sazby.

Americké banky napadly pravidla pro kryptofirmy. Zažalovaly regulátora

Americká organizace zastupující komunitní banky ICBA podala žalobu proti bankovnímu regulátorovi OCC kvůli pravidlům pro udělování licencí národních trustových bank. Tvrdí, že kryptoměnovým společnostem umožňují konkurovat běžným bankám bez srovnatelných povinností. Úřad při přijetí pravidel uvedl, že pouze upřesňuje své dlouhodobé pravomoci.

Španělsko zasáhly masové protesty kvůli bytové krizi a vysokým nájmům

Desetitisíce lidí dnes vyšly do ulic španělských měst na protest proti vysokým nájmům a nedostatku dostupného bydlení. Demonstrace se konají den poté, co parlament odmítl dvě vládní opatření na posílení ochrany nájemníků. Protesty propukly po zářijovém vystěhování 87leté ženy z jejího madridského bytu a pokračují navzdory tomu, že se žena později do bytu mohla vrátit. Informovala o tom agentura AFP a stanice BBC.

SAE označily útok na kapitána letadla Flydubai jako teroristický čin

Útok na kapitána letadla Flydubai Spojené arabské emiráty označily jako teroristický čin. Pilot, který se pokusil převzít kontrolu nad strojem se 182 lidmi na palubě, se jmenuje Hamám Hamání. Informovala o tom agentura AP, které to sdělily tři zdroje obeznámené s případem.

Rusko vyzvalo diplomaty a cizince k opuštění Kyjeva, varovalo před údery

Rusko dnes vyzvalo zahraniční diplomaty a cizince v Kyjevě, aby město opustili, píše agentura AFP. Ruské ministerstvo zahraničí varovalo, že ruská armáda bude na metropoli i nadále podnikat masivní údery, které označilo za odvetné. Odpovědnost za případné negativní důsledky budou nést výhradně ti, kteří budou varování ignorovat, dodalo. Moskva v poslední době zintenzivnila útoky na Kyjev. Ruské dronové útoky v posledních dnech poškodily důležitý Jižní most přes řeku Dněpr a dnes zasáhly také Severní most. Ukrajina čelí ruské invazi od roku 2022.

Johnny Depp se vrací ve velké roli. Jako Scrooge čelí duchům i pohřbení zaživa

Johnny Depp se v nové adaptaci Dickensovy Vánoční koledy proměnil v lakomce Ebenezera Scrooge. Nový trailer ukazuje, že návštěvy duchů budou tentokrát pořádně děsivé. Film Ebenezer: Vánoční koleda natočil režisér Ti West, známý hororovou trilogií X, Pearl a MaXXXine. Do českých kin dorazí 12. listopadu.

Severní Korea odpálila nejméně jednu balistickou střelu

Severní Korea dnes odpálila balistickou střelu, která podle jihokorejské armády uletěla více než 700 kilometrů směrem k moři u východního pobřeží země. Severokorejská média následně uvedla, že šlo o strategickou střelu středního doletu. Informovaly o tom agentury Reuters a AFP.

Přírodní zahrady ve městě výrazně zvyšují počet hmyzu

Obyčejné travnaté pásy mezi chodníkem a silnicí mohou ve městech získat mnohem větší význam pro přírodu. Výzkum v australském Melbourne ukázal, že po vysazení původních rostlin na těchto místech výrazně přibylo hmyzu a zvýšil se také počet zaznamenaných druhů.

V Lotyšsku začalo hlasování v parlamentních volbách

V Lotyšsku dnes začalo hlasování v parlamentních volbách, v nichž voliči vybírají nové složení 100členného parlamentu. Volby se konají v době zvýšených obav o bezpečnost země kvůli ruské válce proti Ukrajině a narušování lotyšského vzdušného prostoru. Očekává se, že země navzdory vzestupu populistických a protestních stran zachová své proevropské a proukrajinské směřování, napsaly agentury Reuters a AFP.

Christa Pike po nezdařené popravě bojuje o život. Je v bezvědomí a na ventilátoru

Christa Pike, která ve středu přežila pokus o popravu smrtící injekcí v americkém Tennessee, zůstává v kritickém stavu. Podle jejích právníků je v bezvědomí, napojená na ventilátor a lékaři se snaží odstranit z jejího těla pentobarbital. Při nezdařené popravě dostala dvě smrtící dávky této látky.

Litva testuje ukrajinský systém ochrany před drony

Litva testuje systém na ochranu před drony vyvinutý na Ukrajině. Systém Sky Fortress (Nebeská pevnost) je navržen tak, aby detekoval nízko letící objekty, napsala dnes agentura DPA.

Skupina G7 ihned uvolní významné zásoby nafty, shodli se lídři zemí

Skupina hospodářsky vyspělých zemí G7 v příštích čtyřech měsících koordinovaně uvolní 100 milionů barelů nafty a ropy, shodli se dnes lídři států v prohlášení zveřejněném italskou vládou. Již během příštích 20 dnů vyšlou země skupiny prostřednictvím Mezinárodní agentury pro energii (IEA) na trh významné množství nafty, uvedli prezidenti a premiéři po dnešní videokonferenci. Americký prezident Donald Trump krátce předtím oznámil, že Evropa souhlasila s okamžitým uvolněním části svých zásob nafty.

Francie čelí studentským nepokojům, za jediný den zadrželi 600 lidí

Francouzští policisté v souvislosti s násilnými studentskými protesty a blokádami, které se dotkly stovek škol, jen za dnešní den zatím zadrželi okolo 600 osob. Zaznamenány jsou také případy polévání učitelů benzinem nebo vyhrožování napadené policistce smrtí, napsal web Le Figaro.

Vraždu influencerky Abby Choi projednává soud v Hongkongu. Podezřelí ji pečlivě plánovali

Soud v Hongkongu začal projednávat brutální vraždu modelky a influencerky Abby Choi. Podezřelí jsou její exmanžel a jeho příbuzní, podle prokuratury hrůzný čin pečlivě naplánovali.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama