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

Požár lesa v pařížském regionu zničil na 1000 hektarů a stále se šíří

Požár lesa u Fontainebleau nedaleko Paříže zničil na 1000 hektarů porostu, což je zhruba pět procent celého lesa. Dnes odpoledne to řekl šéf civilní ochrany Julien Marion. Na místě zasahuje na 800 hasičů z celé Francie. Podle francouzského ministra vnitra Laurenta Nuňeze je možné, že oheň někdo založil úmyslně, informovala agentura AFP.

EK a její partneři chtějí dát na podporu projektů v Gaze 883,6 milionu eur

Evropská komise dnes spolu s více než desítkou nejen členských zemí Evropské unie zahájila iniciativu, která poskytne 883,6 milionu eur (přibližně 21,4 miliardy Kč) na humanitární projekty v Pásmu Gazy. Komise v prohlášení uvedla, že "Team Gaza Initiative" podpoří projekty zaměřené na zajištění základních služeb pro obyvatele pásma, včetně vodohospodářské infrastruktury, odstraňování sutin a odpadu či obnovení zdravotnických, energetických a zemědělských systémů. Česká republika podle zveřejněného seznamu do iniciativy zapojena není.

Senátor Lindsey Graham zemřel podle lékařů na natrženou srdeční aortu

Lindsey Graham, dlouholetý republikánský senátor za Jižní Karolínu a blízký spojenec amerického prezidenta Donalda Trumpa, zemřel na disekci aorty způsobenou kardiovaskulárním onemocněním. Vyplývá to z předběžných závěrů soudního lékaře ve Washingtonu.

Trump tvrdí, že USA by měly spravovat Hormuzský průliv a dostat za to zaplaceno

Americký prezident Donald Trump dnes řekl, že Spojené státy pravděpodobně převezmou kontrolu nad Hormuzským průlivem, a dodal, že by jim za to měla náležet kompenzace. Šéf Bílého domu to uvedl v telefonickém rozhovoru v pořadu Fox & Friends televize Fox News.

KOMENTÁŘ: Polovodičový král z Koreje ve výprodeji. Obchodování v USA způsobilo chaos

Třebaže tahle firma vznikla už v roce 1983, před šílenstvím kolem umělé inteligence ji znal málokdo. Dnes jihokorejský SK Hynix patří mezi lídry AI závodu a svou výkonností na burze poráží většinu amerických titulů. V pondělí ale přišel zlom. Proč akcie za jediný den odepsaly 15 procent?

Invazní kudlanky z Asie se šíří Evropou a ohrožují místní živočichy

Dvě asijské kudlanky, které se v posledních letech rychle rozšířily po Evropě, nově získaly status invazních nepůvodních druhů. Díky oteplování klimatu, vysoké schopnosti rozmnožování a příznivým podmínkám ve městech pronikají stále dál na sever. Loví širokou škálu původních živočichů a podle vědců mohou představovat rostoucí hrozbu pro evropskou biodiverzitu.

Státy EU uvalily nové sankce kvůli ruským kybernetickým útokům

Evropská unie a její členské státy dnes odsoudily ruské kybernetické útoky, konkrétně operace skupiny TURLA, která podléhá ruské Federální bezpečnostní službě FSB. EU zároveň přijala dosud nejrozsáhlejší balík sankcí v rámci kybernetického sankčního režimu. Sankce byly uvaleny na devět jednotlivců a čtyři subjekty, informovala Rada EU. Unijní sankce jsou úzce koordinovány s Británií, ta dnes oznámila opatření proti 24 osobám a subjektům, uvedla agentura Reuters.

Je Hormuzský průliv otevřený? Trump a Írán vysílají opačné signály

Situace v Hormuzském průlivu je nepřehledná. Zatímco americký prezident Donald Trump tvrdí, že tato námořní trasa zůstává otevřená, Írán prohlásil, že je až do odvolání a ukončení amerických úderů uzavřená. Ceny ropy vzrostly o 4 procenta.

Rolling Stones prozradili, jak spolu vydrželi přes 60 let

Rolling Stones působí na hudební scéně už přes šest desetiletí, přesto se jejich členové stále dokážou sejít ve studiu a nahrávat nové skladby. Mick Jagger, Keith Richards a Ronnie Wood nyní popsali, co jim pomohlo překonat dlouhé roky společné práce, osobní spory i změny v sestavě. Překvapivě důležitý je podle nich dostatek času stráveného odděleně.

Apollo nabídlo za easyJet 5,7 miliardy liber

Americká investiční společnost Apollo Global Management vstoupila do souboje o britské nízkonákladové aerolinky easyJet. Za dopravce nabídla 5,7 miliardy liber a překonala tak návrh konkurenčního fondu Castlelake. Vedení easyJetu je připravené vyšší nabídku podpořit.

Válka s Íránem vysává americké zásoby raket. Obnova potrvá roky

Spojené státy považují za největší hrozbu Čínu, brzy se přitom proti ní možná nebudou mít čím bránit, varují odborníci. Napětí s Íránem se totiž vyostřuje a obě strany na sebe znovu útočí. USA přitom vyčerpaly značnou část „chytrých“ útočných raket a protivzdušných střel. Nejnovější útoky hlásily Kuvajt a Jordánsko.

Při cílené střelbě v Illinois zemřelo pět členů jedné rodiny

Pět členů jedné rodiny zemřelo a další dva utrpěli vážná zranění při sérii střeleb v americkém městě East St. Louis ve státě Illinois. Policie zadržela dva mladistvé podezřelé ve věku 15 a 16 let. Útok označila za cílený a vyloučila, že by veřejnosti hrozilo další bezprostřední nebezpečí.

Nejméně 27 lidí zahynulo při požáru, který zachvátil bar v Bangkoku

Nejméně 27 lidí zahynulo při požáru, který zachvátil bar v thajské metropoli Bangkoku. S odvoláním na místní úřady to napsala agentura AP. Podle premiéra Anutina Čánvirakuna několik dalších lidí převezli záchranáři do nemocnice, městská správa následně podle agentury Reuters sdělila, že zraněných je 63 lidí. Podle některých místních médií se řada lidí stále pohřešuje, uvedla stanice BBC News. Městská správa nicméně bilanci považuje za konečnou. Příčina požáru zatím není jasná.

Írán oznámil, že čelí novým útokům, zásahy mezitím oznámil Kuvajt

Íránská státní média informují, že "nepřítel" dnes odpoledne zasáhl nejméně deseti projektily ostrov Kešm v Hormuzském průlivu. Uvedla to agentura AFP. Portál Axios s odvoláním na americké činitele uvedl, že americká armáda udeřila proti íránským raketovým a protivzdušným systémům a rovněž proti menším lodím íránských revolučních gard v úžině. Spojené státy tento týden obnovily údery na Írán poté, co americký prezident Donald Trump označil příměří za skončené kvůli tomu, že íránské síly napadají lodě v Hormuzském průlivu, který je klíčový pro vývoz ropy ze zemí Perského zálivu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama