-5.7 C
Czech
Pátek 30. ledna 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

Trump do čela Fedu nominoval Kevina Warshe, kritika instituce a bývalého člena Rady guvernérů

Novým šéfem Federálního rezervního systému se pravděpodobně stane bývalý člen Rady guvernérů Kevin Warsh, jehož nominaci v pátek oznámil prezident Donald Trump. Americkou centrální banku by měl vést po skončení funkčního období Jeromea Powella v květnu. Častý kritik Fedu tak dostane příležitost uvést do praxe svou představu o „změně režimu“ měnové politiky v době, kdy Bílý dům usiluje o větší vliv na stanovování úrokových sazeb.

Djokovič po pětisetové bitvě vyřadil Sinnera a je ve finále Australian Open

Novak Djokovič zvládl na Australian Open pětisetové drama s Jannikem Sinnerem a postoupil do finále. Srb otočil nepříznivý vývoj a po více než čtyřech hodinách vyhrál 3:6, 6:3, 4:6, 6:4, 6:4. V neděli si zahraje o další grandslamový titul proti Carlosi Alcarazovi.

Cena zlata prudce padá

Zlato v pátek výrazně zlevnilo a trh během pár hodin vystřízlivěl z rekordní jízdy. Spolu se zlatem klesají i další drahé kovy, hlavně stříbro, platina a palladium. Investoři teď znovu řeší, jak se může změnit kurz americké centrální banky.

Ruské útoky si na jihovýchodě Ukrajiny vyžádaly oběť a několik zraněných

Jeden člověk přišel o život a dalších pět bylo zraněno při ruském útoku v Chersonu. Další tři lidé utrpěli zranění při ruských útocích na Záporoží a okolí, uvedly dnes ukrajinské úřady. Ruské úřady informovaly o raněné ženě při útoku dronu. Rusko během noci odpálilo proti Ukrajině raketu Iskander-M a vyslalo 111 dronů, z nichž se 80 podařilo zneškodnit, uvedlo ukrajinské letectvo. Bez dalších podrobností dodalo, že zaznamenalo zásahy jedné rakety a 25 dronů na 15 místech. Nálety pokračují, dodalo.

Kurdové se podle nové dohody s Damaškem postupně začlení do syrské armády

Kurdové s Damaškem uzavřeli novou dohodu o příměří, podle které se jejich síly postupně začlení do syrské armády a policie. Uvedla to dnes Kurdy vedená koalice Syrské demokratické síly (SDF). Dohoda podle agentury AFP bere Kurdům naději, že se jim podaří obnovit autonomii na severovýchodě Sýrie, kterou vyhlásili během občanské války mezi lety 2011 a 2024 a kterou předchozí syrská vláda ani ta současná neuznaly.

Dokument o Melanii Trump stáhli z kin v Jižní Africe těsně před premiérou

Dokument Melania, který sleduje první dámu během příprav na návrat do Bílého domu, měl tento týden vstoupit do kin po celém světě. V Jižní Africe se ale nakonec neobjeví. Distributor film stáhl jen pár dní před premiérou a důvody zůstávají nejasné.

USA uvolnily většinu sankcí dříve uvalených na venezuelský ropný průmysl

Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa ve čtvrtek večer (v noci na dnešek SEČ) uvolnila velkou část sankcí dříve uvalených na venezuelský ropný průmysl. Děje se tak souběžně s tím, jak Venezuela schválila reformu místního ropného sektoru. Informovala o tom agentura Reuters, která připomíná, že Trumpova administrativa hodlá v této jihoamerické zemi rozšířit těžbu poté, co americké síly před necelým měsícem unesli ze země prezidenta Nicoláse Madura. Nynější krok má usnadnit americkým společnostem prodej venezuelské surové ropy a washingtonská administrativa uvedla, že brzy budou zrušeny další restrikce vůči Venezuele. V platnosti zatím zůstávají stávající americké sankce na samotnou produkci venezuelské ropy.

Trump pohrozil uvalením nových cel na zboží ze zemí, které dodávají ropu na Kubu

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek večer (v noci na dnešek SEČ) pohrozil uvalením nových cel na zboží ze zemí, které dodávají ropu na Kubu. Informovaly o tom tiskové agentury, podle nichž tak Washington stupňuje svou kampaň proti této komunistické zemi a vyvíjí v tomto směru tlak zejména na Mexiko. Vedení ostrova tento krok označilo za snahu o genocidu kubánského lidu.

Trump v pátek ráno oznámí, kdo bude novým předsedou Fedu

Americký prezident Donald Trump prohlásil, že v pátek ráno zveřejní jméno nového předsedy Federálního rezervního systému (Fed). Zatím není jasné, o koho se jedná, trhy však sázejí na bývalého člena Rady guvernérů Kevina Warshe.

Z Buči do Bruselu cesta nevede. EU zvažuje zákaz vstupu ruským vojákům

Konec války na Ukrajině je spojován hlavně s hrozbou další ruské agrese. Existuje ale nebezpečí, o němž se dosud příliš nemluvilo –⁠⁠⁠⁠⁠⁠ záplava Evropy ruskými veterány. Evropská unie (EU) na výzvu Estonska zvažuje zákaz jejich vstup do bloku. Ruští veteráni mají doma na svědomí smrt nebo zranění stovek lidí.

Spogomi mění sbírání odpadků na mezinárodní sport

Sbírání odpadků se proměnilo v soutěž, která spojuje pohyb, taktiku a péči o okolí. Sport jménem spogomi vznikl v Japonsku a dnes se hraje po celém světě. Týmy závodí v tom, kdo nasbírá víc odpadu a správně ho roztřídí. Hráči říkají, že skutečným vítězem je planeta.

Hlavním bodem jednání o konci války na Ukrajině je otázka území, řekl Ušakov

Hlavním bodem jednání o možném ukončení války na Ukrajině je otázka území, řekl poradce ruského prezidenta Vladimira Putina pro zahraniční politiku Jurij Ušakov. Podle agentur on i šéf ruské diplomacie Sergej Lavrov podotkli, že s Moskvou nikdo nekoordinoval bezpečnostní záruky pro Ukrajinu.

Fico a Macron jednali v Paříži o jaderné energetice a zbrojařském průmyslu

Slovenský premiér Robert Fico dnes v Paříži s francouzským prezidentem Emmanuelem Macronem jednal o spolupráci obou zemí v jaderné energetice a zbrojařském průmyslu, uvedl premiér na svém profilu na síti Facebook. Dalšími tématy byla také konkurenceschopnost Evropské unie a konflikt na Ukrajině. Podle Fica se při téměř dvouhodinovém rozhovoru v Elysejském paláci prokázala blízkost mezi oběma státy vyplývající z dohody o strategickém partnerství. Macron na síti X popsal jednání jako strategické probuzení.

Ministr obrany USA Pete Hegseth asi nepojede na schůzku ministrů NATO

Americký ministr obrany Pete Hegseth se pravděpodobně nezúčastní únorové schůzky ministrů obrany NATO v Bruselu. Agentuře Reuters to dnes řekli nejmenovaný americký představitel a diplomat z NATO. Jestliže se Hegseth pravidelného zasedání ministrů nezúčastní, bude již druhým ministrem USA v řadě, který tak učiní. Na schůzku se svými aliančními kolegy v prosinci do sídla NATO nepřijel ani ministr zahraničí Marco Rubio.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama