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

Shakira představila píseň pro mistrovství světa 2026

Shakira připravila novou píseň pro mistrovství světa ve fotbale 2026. První ukázku představila prostřednictvím krátkého videa, které naznačuje podobu celé skladby. Navazuje tak na své předchozí projekty spojené s fotbalovými šampionáty.

Siniaková v Římě nevyužila devět mečbolů a končí

Kateřina Siniaková prožila v Římě jeden z nejbolestivějších zápasů sezony. Česká tenistka měla proti Anně Kalinskaya devět mečbolů, ani jeden ale neproměnila a po více než tříhodinové bitvě vypadla ve druhém kole. Naopak Linda Nosková postupuje dál, když bez větších problémů zvládla duel s Anastasií Zakharova.

Americká armáda zasáhla íránská vojenská zařízení

Hormuzský průliv zažil další vážnou eskalaci. Americká armáda tvrdí, že její lodě čelily íránským raketám, dronům a rychlým člunům. Teherán naopak obviňuje Washington z porušení příměří.

Vítěz bulharských voleb Radev byl pověřen sestavením nové vlády

Vítěz nedávných bulharských parlamentních voleb Rumen Radev dnes získal mandát k sestavení nové vlády, uvedla agentura Reuters. Ihned poté předložil bulharské prezidentce Ilianě Jotovové svůj seznam ministrů, o kterém bude v pátek hlasovat parlament.

Rusko letos nikoho ze zahraničí na oslavy Dne vítězství nezvalo, řekl Ušakov

Rusko letos do zahraničí zvláštní pozvánky na oslavy výročí konce druhé světové války neposílalo, někteří politici z cizích zemí ale sami vyjádřili přání přijet do Moskvy. Dnes to řekl zahraničněpolitický poradce ruského prezidenta Vladimira Putina Jurij Ušakov. V této souvislosti zmínil slovenského premiéra Roberta Fica nebo běloruského autoritářského lídra Alexandra Lukašenka.

Čína odsoudila dva bývalé ministry obrany k trestu smrti s odkladem

Čína v rámci pokračujících čistek v armádě potrestala dva bývalé ministry obrany za korupci. Wej Feng-che a Li Šang-fu dostali trest smrti s dvouletým odkladem, který se má po uplynutí této lhůty změnit na doživotí bez možnosti podmínečného propuštění.

Pašinjan nepřijede na oslavy do Moskvy, ta ostře kritizovala Jerevan

Arménský premiér Nikol Pašinjan dnes oznámil, že se 9. května nezúčastní moskevských oslav vítězství nad nacistickým Německem ve druhé světové válce. Vysvětlil to začínající kampaní před červnovými volbami. Moskva na oplátku kritizovala sbližování Jerevanu se Západem.

Máme se bát pandemie hantaviru? Experti ujišťují, že ne

Vypuknutí hantavirové infekce na palubě expedice MV Hondius vyvolalo rozsáhlou mezinárodní reakci zdravotnických úřadů. Přesto přední odborníci ujišťují, že se lidé nové pandemie, podobné té covidové před šesti lety, obávat nemusí.

Bílý dům chystá novinky ke strategické bitcoinové rezervě

Spojené státy se chystají zveřejnit další informace ke strategické bitcoinové rezervě. Bílý dům řeší, jak sjednotit a zabezpečit kryptoměny držené federálními úřady. Nové oznámení má přijít v příštích týdnech.

Rusko hlásí 347 sestřelených ukrajinských dronů v průběhu noci

Rusko tvrdí, že od středečního večera nad svým územím sestřelilo 347 ukrajinských dronů. Oznámilo to dnes ruské ministerstvo obrany. Podle agentury AFP jde o obzvlášť vysoký počet hlášených ukrajinských dronů. Válčící strany přitom tento týden vyhlásily jednostranná příměří s odlišnými daty. Jednu ženu podle ruských úřadů zabil ukrajinský dron při útoku na mikrobus v Belgorodské oblasti na západě země, další člověk byl těžce zraněn. Čtyři raněné si v noci podle místních úřadů vyžádaly ruské útoky na Dněpropetrovskou oblast na jihovýchodě Ukrajiny, dalších devět raněných oznámily dnes úřady z Charkova.

Odklon od dieselu v Číně zrychluje. Z drahé nafty těží elektrické trucky

Růst cen nafty po začátku války s Íránem může letos urychlit elektrifikaci čínské flotily těžkých nákladních vozů. Analytici i automobilky očekávají, že dražší provoz dieselových tahačů posílí zájem dopravců o elektrické modely a zároveň přispěje k rychlejšímu poklesu spotřeby pohonných hmot.

Americký ministr zahraničí Rubio jednal s papežem ve Vatikánu

Americký ministr zahraničí Marco Rubio dnes dopoledne jednal ve Vatikánu s papežem Lvem XIV. Uvedl to Vatikán. Jednání provázela očekávání po nedávných rozepřích mezi americkým prezidentem Donaldem Trumpem a hlavou katolické církve ohledně války v Íránu. Americké ministerstvo zahraničí uvedlo, že jednání ukázalo silné vztahy mezi USA a Vatikánem.

Útok na předměstí Bejrútu: Izrael hlásí zabití velitele Hizballáhu

Izrael ve čtvrtek oznámil, že při středečním úderu na jižní předměstí Bejrútu zabil Ahmada Gháliba Balúta, velitele elitních jednotek Radván libanonského hnutí Hizballáh. Šlo o první izraelský útok na libanonskou metropoli od dohody o příměří z minulého měsíce.

Do Lotyšska pronikly dva drony z Ruska, jeden poškodil sklad ropy

Ve čtvrtek ráno do lotyšského vzdušného prostoru pronikly z ruského území dva drony, které se následně zřítily ve východním regionu Latgalsko. Jeden z nich dopadl v Rēzekne, zhruba 40 kilometrů od hranice s Ruskem, kde poškodil skladovací areál s nádržemi na ropu.

Norský chov lososů zatěžuje fjordy odpadem

Norské rybí farmy vypouštějí do fjordů a dalších pobřežních vod velké množství dusíku, fosforu a organického odpadu. Nová analýza upozorňuje, že znečištění z akvakultury odpovídá nečištěným splaškům od desítek milionů lidí ročně. Pro zemi, která je největším producentem chovaného lososa na světě, jde o nepříjemnou ekologickou vizitku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama