Reklama
4.9 C
Czech
Čtvrtek 2. dubna 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Na Krymu havarovalo ruské vojenské letadlo, zahynuly desítky lidí

Na ukrajinském poloostrově Krym, který Rusko nelegálně anektovalo v roce 2014, havarovalo ruské vojenské letadlo. Podle ruského ministerstva obrany při nehodě zahynulo všech 29 lidí na palubě.

Trumpova výjimka může ohrozit jednu z nejvzácnějších velryb světa

V Mexickém zálivu žije jen nepatrná populace velryby Riceovy, kterou vědci řadí k nejohroženějším kytovcům planety. Teď se její situace dál komplikuje. Výbor americké vlády totiž udělil výjimku, která může usnadnit pokračování ropných a plynových aktivit v oblasti, kde tento druh žije celý svůj život.

Japonská vláda zvýšila některé daně, aby financovala navýšení výdajů na obranu

Japonsko ode dneška zvýšilo daň z tabáku a z příjmů právnických osob, aby financovalo navýšení výdajů na obranu. Vláda chce příští rok také zvýšit daně z příjmů fyzických osob, od čehož si slibuje dodatečný roční příjem 1,3 bilionu jenů (přes 173 miliard Kč), napsala agentura Kjódó.

Trump zvažuje stažení USA z NATO kvůli nezapojení spojenců do války s Íránem

Americký prezident Donald Trump řekl britskému deníku The Daily Telegraph, že silně zvažuje stažení Spojených států z NATO poté, co se spojenci nepřidali k jeho válce s Íránem. Šéf Bílého domu transatlantickou alianci označil za nefunkční, stejně ji podle něj vnímá i ruský prezident Vladimir Putin.

Ruský dronový útok poničil průmyslový areál v západoukrajinském Lucku

Ruský útok v noci na dnešek poškodil průmyslovou oblast v západoukrajinském městě Luck, kde vyhořel terminál soukromé poštovní společnosti Nova pošta a sklad potravin. Informoval o tom portál Ukrajinska pravda s odvoláním na starostu města Ihora Poliščuka. Ten na síti Telegram napsal, že zranění nejsou hlášeni. Ukrajinské letectvo dnes ráno mezitím oznámilo, že Ukrajina v noci čelila útoku 339 ruských dronů, z nichž 298 se podařilo sestřelit, případně jinak neutralizovat.

Ceny ropy jdou dolů. Očekává se Trumpův projev k národu

Ceny ropy klesly pod 100 dolarů za barel po signálech, že se válka možná chýlí ke konci. Americký prezident Donald Trump prohlásil, že konflikt skončí do dvou až tří týdnů bez nutnosti vyjednat dohodu. Jeho íránský protějšek Masúd Pezeškján vyjádřil ochotu ukončit konflikt, ale pouze za předpokladu bezpečnostních záruk.

Trump odebral dotace veřejnoprávním médiím v rozporu s ústavou, rozhodl soudce

Výnos amerického prezidenta Donalda Trumpa o odebrání federálních dotací veřejnoprávní rozhlasové stanici NPR a veřejnoprávní televizi PBS je protiústavní, rozhodl v úterý federální soudce. Trump loni v květnu nařídil federálním agenturám zastavit financování veřejnoprávních médií s odůvodněním, že jsou zaujatá, a neměla by proto dostávat finance z daní Američanů. Píše o tom deník The New York Times (NYT).

Válka brzy skončí, tvrdí Trump. Írán jednání s USA popírá

Americký prezident Donald Trump novinářům sdělil, že válka s Íránem skončí do dvou až tří týdnů. Nestanovujeme si žádné limity, přičemž se budeme bránit, dokud to bude nutné, reagoval na toto prohlášení íránský ministr zahraničí Abbás Arakčí.

Max Verstappen ztrácí motivaci a zvažuje budoucnost ve Formuli 1

Max Verstappen otevřeně kritizuje novou podobu Formule 1 pro rok 2026. Označuje ji za „anti-racing“ a přirovnává ji k „Mario Kartu“ nebo „Formula E na steroidech“. Jeho slova nejsou jen frustrací z výkonu. Naznačují hlubší problém.

V Korálovém moři objevili přes 110 nových druhů

Vědci odhalili v hlubinách Korálového moře více než 110 dosud neznámých druhů ryb a bezobratlých. Počet může výrazně vzrůst, protože část organismů čeká na detailní analýzu. Výzkum vedla australská agentura CSIRO spolu s iniciativou Nippon Foundation Nekton Ocean Census.

Král Karel a Camilla zamíří do USA na oslavy 250 let nezávislosti

Král Karel III. a královna Camilla potvrdili návštěvu USA, kde se zúčastní oslav 250 let od vyhlášení americké nezávislosti. Cesta ale nepřichází jen v duchu tradice, odehraje se i v době citlivých politických vztahů.

Německo: Vlk zaútočil na ženu přímo v centru Hamburku

Neobvyklý incident otřásl v pondělí večer jednou z hlavních nákupních ulic v Hamburku. V rušné ulici Grosse Bergstrasse ve čtvrti Altona, nedaleko obchodního domu Ikea, zaútočil na ženu vlk.

Skupiny napojené na Rusko a Írán využívají kryptoměny k nákupu dronů, ukázala analýza

Proruské a proíránské skupiny stále častěji využívají kryptoměny k financování nákupu levných vojenských dronů a jejich součástek, které hrají klíčovou roli v aktuálních světových konfliktech. Vyplývá to ze zprávy společnosti Chainalysis, která se specializuje na analýzu blockchainu.

Dopady války: Američané si připlatí za zboží z Číny

Zablokovaný Hormuzský průliv způsobil šok na trhu s ropou. Celý svět to pociťuje prostřednictvím růstu cen pohonných hmot a energií, hrozí ale i zdražování potravin a základních potřeb. Situace není jiná ani v USA. Podraží i výrobky z Číny, varoval majitel čínské exportní firmy Huijin Trade. Ceny ropy se v úterý téměř nezměnily.

Guvernér Floridy podepsal zákon o přejmenování letiště v Palm Beach po Trumpovi

Guvernér státu Florida Ron DeSantis v pondělí podepsal zákon o přejmenování letiště v Palm Beach po americkém prezidentovi Donaldu Trumpovi. Návrh zákona o změně názvu v únoru schválili floridští zákonodárci. Trump v pondělí rovněž představil vizualizaci mrakodrapu v Miami, který má být sídlem jeho prezidentské knihovny. Píší o tom tiskové agentury.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama