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

Úřady zakázaly sobotní demonstrace v Marseille a pařížský protest žlutých vest

Úřady zakázaly demonstrace v Marseille a okolí tuto sobotu, kdy se plánovaly další protesty proti drahému živobytí. Uvedla to dnes agentura AFP. Úřady také vyhlásily na sobotu zákaz nočního vycházení v tomto druhém nejlidnatějším francouzském městě. V Paříži vydaly zákaz demonstrací nahlášených hnutím Žlutých vest. V neděli budou demonstrace zakázané ve městě Orléans, kde se bude konat sjezd krajně pravicového Národního sdružení (RN).

Ukrajinské úřady nařídily povinnou evakuaci rodin s dětmi ze dvou měst

Ukrajinské úřady dnes nařídily povinnou evakuaci rodin s dětmi z Kramatorska a Slovjanska, dvou měst, která Ukrajinci stále ovládají v průmyslovém regionu Donbas na východě země. Tato města představují poslední bašty ukrajinské armády v regionu, který se Kreml snaží celý dobýt, upozornila agentura AFP.

Nové byty v Praze dál zdražují. Metr čtvereční už stojí téměř 194 tisíc korun

Ceny nových bytů v Praze dál rostou, přestože se letos prodává méně nemovitostí než loni. Průměrná nabídková cena ve třetím čtvrtletí dosáhla 193 814 korun za metr čtvereční, meziročně téměř o 12 procent více. Za prvních devět měsíců roku developeři prodali 5 350 nových bytů, což představuje pokles o 11 procent. Nabídka přitom vzrostla na nejvyšší úroveň za posledních deset let.

Ropa prudce zdražuje po zprávách o amerických plánech na tvrdé údery na Írán

Světové ceny ropy ve čtvrtek výrazně vzrostly kvůli obavám z dalšího vyostření konfliktu na Blízkém východě. Spojené státy a Izrael podle amerických médií připravují nové útoky proti Íránu, zatímco regionem otřásají údery na energetická zařízení a ropné tankery. Severomořská ropa Brent překonala hranici 112 dolarů za barel. Investoři se obávají narušení globálních dodávek.

USA a Izrael plánují masivní údery na Írán po amerických volbách

Spojené státy a Izrael plánují krátkou a intenzivní sérii úderů proti Íránu, kterou chtějí zahájit po listopadových volbách do amerického Kongresu. Napsal to ve středu deník The New York Times s odvoláním na zdroje z administrativy prezidenta Donalda Trumpa. Útoky mají cílit na jaderná a vojenská zařízení a energetickou infrastrukturu s cílem přimět Teherán přistoupit na americké podmínky při vyjednáváních, což se Washingtonu téměř osm měsíců od začátku války zatím nepovedlo.

Volavky bílé se vracejí do Británie. Pomáhá jim obnova mokřadů

Do britské přírody se postupně vrací volavky bílé, které v minulosti téměř vyhubil obchod s ozdobným peřím. V hrabství Cambridgeshire bylo nedávno pozorováno třináct těchto ptáků. Jejich návrat doprovází rozsáhlá obnova mokřadů, které poskytují útočiště řadě dalších živočichů.

První tanker s ruskou naftou vyráží do USA. A to je jen začátek

Rusko ve čtvrtek vyšle do Spojených států první tanker s naftou na základě dohody mezi Donaldem Trumpem a Vladimirem Putinem. Americký prezident chce dodávkami zmírnit tlak rostoucích cen energií, zatímco Moskva získává novou příležitost k vývozu. Dohoda však vyvolala ostrou kritiku Ukrajiny i evropských spojenců Washingtonu. Prezident Volodymyr Zelenskyj dokonce prohlásil, že se cítí zrazen.

ANALÝZA: Žádný prostor pro diplomacii? V Jemenu probíhá existenční válka

Jemenští povstalci zasáhli raketami výcvikový a vojenský tábor a letiště v Jemenu. Provládním silám se sice podařilo dobýt zpět území na pobřeží Rudého moře, tvrdé boje však zuří v okolí města Taiz a v severních provinciích Marib a Al-Džauf. Hútíové rovněž udeřili na cíle v Saúdské Arábii. Válka vstupuje do kritické fáze. Prostor pro diplomacii se zúžil. Obě strany tentokrát bojují o svou existenci. I přes úspěchy provládních sil je jemenská vláda v ohrožení.

Ruské útoky v Kyjevě zabily jednoho člověka, 24 zranily, uvedli záchranáři

Ruské raketové útoky v noci na dnešek v Kyjevě zabily jednoho člověka, dalších 24 zranily, oznámila Státní služba pro mimořádné situace (DSNS) a městská správa. Podle starosty Vitalije Klička je kromě jiného poničena část infrastruktury metra na Jižním mostě přes Dněpr. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj uvedl, že Rusko proti Kyjevu ve třech vlnách odpálilo 21 raket a útoky ukazují, že se postoj Moskvy k možnému ukončení války nemění. Rusko oznámilo, že jeho armáda v ukrajinské metropoli zaútočila na podniky ze zbrojního průmyslu.

Paruka, umělý nos a krvavá akce. Nicolas Cage se vrací v nečekané podobě

Nicolas Cage znovu překvapuje výraznou proměnou. V připravovaném akčním thrilleru Best Pancakes in the County se objeví s černou kudrnatou parukou, umělým nosem a extravagantním oblečením. Nový trailer představuje oscarového herce jako nebezpečného podvodníka, který se zaplete do krvavého střetu v maloměstské restauraci. Film dorazí do amerických kin 20. listopadu.

Izraelské síly zadržely amerického politika. Pomáhal Palestincům se sklizní oliv

Izraelské bezpečnostní složky zadržely na okupovaném Západním břehu Jordánu amerického demokratického politika Brada Landera. Kandidát do Kongresu pomáhal palestinským farmářům se sklizní oliv, když na místo dorazili vojáci. Spolu s ním skončily ve vazbě desítky dobrovolníků včetně amerických rabínů. Izrael zásah obhajuje bezpečnostními důvody, Lander jej označil za útok na práva Palestinců.

Policie v Litvě odhalila obří výrobnu drog, zastavila zásilku učenou pro Česko

Vyšetřovatelé v Litvě odhalili velkou laboratoř vyrábějící syntetické drogy. Zajistili více než 500 kilogramů metamfetaminu (pervitinu) a 300 kilogramů amfetaminu. Dnes o tom informuje server Euronews. Při třídenní operaci, která se netýkala jen této laboratoře, policie v jedné logistické firmě zastavila i zásilku určenou pro Česko a obsahující 17 kilogramů metamfetaminu.

Macron obvinil zahraniční lídry ze zneužívání nepokojů ve Francii. Kritika míří na Trumpa a Netanjahua

Francouzský prezident Emmanuel Macron obvinil zahraniční politiky, že zneužívají násilné nepokoje ve Francii k získávání politických bodů před blížícími se volbami. Přestože nikoho přímo nejmenoval, jeho kritika zjevně mířila na amerického prezidenta Donalda Trumpa a izraelského premiéra Benjamina Netanjahua. Oba v uplynulých dnech spojovali násilnosti ve francouzských ulicích s migrací a radikálním islámem.

Trump popřel jednání s Íránem. Naznačil blížící se zvrat

Americký prezident Donald Trump naznačil, že konflikt s Íránem by mohl brzy dospět k zásadnímu zvratu. Washington podle něj s Teheránem nevyjednává a další vývoj se ukáže v nejbližší době. Jeho slova přicházejí ve chvíli, kdy se objevily informace o přípravách nových amerických a izraelských úderů. Ty by mohly přijít po listopadových volbách do Kongresu.

Nigérie potvrdila první případ eboly. Desítky lidí jsou pod dohledem zdravotníků

Nigérie potvrdila první případ eboly v souvislosti s epidemií, která od května zasahuje několik afrických zemí. Nakaženou je žena, která do země přicestovala z Ugandy. Laboratorní testy u ní potvrdily vzácný virus Bundibugyo, který způsobuje ebolu. Pacientka je v izolaci a zdravotníci nyní sledují 44 lidí, kteří s ní přišli do kontaktu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama