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

Zelenskyj avizoval změny ve vládě, premiérce nabídl novou roli

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj dnes oznámil změnu politické strategie země a avizoval změny ve vládě. Premiérce Juliji Svyrydenkové na síti X poděkoval za práci a uvedl, že jí nabídl možnost vést novou oblast vztahů s klíčovým partnerem. Více podrobností k její případné nové roli neposkytl. Agentura Reuters nebo server RBK-Ukrajina jeho slova vyložily jako návrh nebo rozhodnutí ministerskou předsedkyni odvolat. Svyrydenková na stejné platformě uvedla, že je připravena nadále pracovat pro Ukrajinu.

Zemřel senátor a blízký Trumpův spojenec Lindsey Graham

Ve věku 71 let zemřel republikánský senátor Lindsey Graham, dlouholetý politik z Jižní Karolíny a jeden z nejbližších spojenců amerického prezidenta Donalda Trumpa. O jeho úmrtí informovala v sobotu večer senátorova kancelář, podle níž Graham zemřel po „krátké a náhlé nemoci“. Rodina zároveň požádala veřejnost o respektování soukromí.

Britská policie zadržela nového podezřelého z vraždy bývalé ministryně

Britská policie zadržela v hrabství South Yorkshire 28letého muže podezřelého ze zavraždění bývalé ministryně Ann Widdecombeové, uvedla dnes agentura Reuters s odvoláním na vyjádření policie. Zadržený je běloch s britským občanstvím a nyní je v policejní cele, uvedla policie v prohlášení. Podezřelý byl zadržen přibližně 430 kilometrů od domova Widdecombeové, poznamenal server BBC News.

Úlomek z rakety zranil v Kataru tři lidi včetně dítěte, boje v regionu pokračují

Americké síly zasáhly přesnou municí přibližně 140 íránských vojenských cílů, uvedlo velitelství amerických sil v oblasti CENTCOM, když nad ránem SELČ oznámilo ukončení už třetí vlny útoků na Írán v tomto týdnu. Írán v odvetě za americké nálety, které následovaly po útoku na obchodní loď v Hormuzském průlivu, odpálil rakety a drony proti svým sousedům v Perském zálivu. Úlomek z rakety zranil v Kataru tři lidi včetně dítěte, uvedly podle agentury Reuters tamní úřady. Zasaženo bylo také Jordánsko.

Ruské drony útočily na Charkov, ukrajinské na rafinérii v hloubi Ruska

Nejméně dva zraněné, včetně šestnáctileté dívky, si vyžádal nálet ruských dronů na Charkov, oznámil náčelník správy Charkovské oblasti Oleh Syněhubov. Pomoc lékařů vyhledali tři lidé, uvedl starosta Ihor Terechov, podle kterého drony v druhém největším ukrajinském městě poškodily dvě desítky obytných budov. Ukrajinské drony naopak zpráv médií a sociálních sítí opět zasáhly rafinérii v ruském městě Syzraň v Samarské oblasti.

Circle získal povolení založit národní trustovou banku

Společnost Circle, která stojí za jedním z největších stablecoinů na světě, získala ve Spojených státech konečné povolení k založení národní trustové banky. Rozhodnutí amerického Úřadu pro dohled nad měnou poslalo akcie firmy v pátečním předobchodním obchodování vzhůru o deset procent.

Hvězda Teorie velkého třesku se po sedmi letech vrací k herectví

Johnny Galecki, kterého diváci znají především jako fyzika Leonarda Hofstadtera ze seriálu Teorie velkého třesku, se po sedmileté pauze vrací k herectví. Tentokrát ale nezamíří před televizní kamery. V Chicagu se představí na divadelním jevišti jako slavný americký dramatik Tennessee Williams.

Při závodech na Masarykově okruhu zemřeli dva jezdci

Sobotní program motocyklového šampionátu Alpe Adria International na Masarykově okruhu v Brně poznamenala smrtelná nehoda. Při startu závodu se střetli dva zahraniční jezdci. Jeden zemřel na místě, druhý později podlehl zraněním v nemocnici.

Světová poptávka po ropě letos poprvé od pandemie klesne

Celosvětová poptávka po ropě má letos klesnout přibližně o milion barelů denně. Šlo by o první meziroční pokles od roku 2020, kdy spotřebu prudce omezila pandemie covidu. Hlavními důvody jsou vysoké ceny, omezené dodávky a dopady války mezi Spojenými státy a Íránem.

USA zasáhly 140 cílů v Íránu, Teherán odpověděl útoky v Perském zálivu

Spojené státy podnikly další rozsáhlé údery proti Íránu poté, co íránské síly zasáhly civilní kontejnerovou loď v Hormuzském průlivu. Americká armáda zaútočila přibližně na 140 vojenských cílů. Teherán následně vyslal střely a drony proti zemím v Perském zálivu, kde jsou rozmístěny americké jednotky.

Bývalou britskou ministryni našli mrtvou, policie pátrá po vrahovi

Britská policie vyšetřuje jako vraždu smrt bývalé ministryně, poslankyně a televizní osobnosti Ann Widdecombe. Osmasedmdesátiletou političku našli ve čtvrtek mrtvou v jejím domě na jihozápadě Anglie. Muže zadrženého krátce po činu už vyšetřovatelé propustili a v případu dál nefiguruje jako podezřelý.

Čmeláci sbírají výrazně více toxických kovů než včely medonosné

Čmeláci mohou z okolního prostředí získávat až sedmkrát více toxických těžkých kovů než včely medonosné, a to i v případě, že oba druhy hledají potravu na stejných místech. Skryté znečištění tak může nenápadně ovlivňovat jejich schopnost orientace, rozmnožování i fungování celých kolonií.

Při letecké nehodě na Bahamách zemřelo nejméně deset lidí

Na Bahamách se v pátek zřítil menší letoun typu Cessna 402. Zahynulo nejméně deset lidí, informovala dnes agentura DPA s odvoláním na místní úřady. Příčiny nehody jsou předmětem vyšetřování.

Čína evakuovala před tajfunem Bavi přes 1,8 milionu lidí

Čínské úřady evakuovaly více než 1,8 milionu lidí před příchodem tajfunu Bavi, který postupuje k východnímu pobřeží země. Živel má v neděli ráno zasáhnout okolí desetimilionového města Wen-čou v provincii Če-ťiang.

Trump hrozí Íránu zničením v reakci na výzvy k jeho zabití na Chameneího pohřbu

Americký prezident Donald Trump pohrozil Íránu úplným zničením v reakci na veřejné výzvy k jeho zabití, které zazněly na pohřbu íránského duchovního vůdce Alího Chamaneího, informovala agentura AP. Armáda Spojených států podle Trumpa dostala patřičné rozkazy
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama