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

Billy Joel kritizuje připravovaný životopisný film o svých začátcích

O Billym Joelovi vzniká nový film, jenže slavný hudebník se od něj veřejně distancuje. Projekt Billy & Me má nabídnout pohled na jeho začátky, ale vzniká bez souhlasu samotného zpěváka. Joel teď tvůrce veřejně kritizoval a upozornil, že film nemá práva na jeho hudbu ani životní příběh.

Včely drží krajinu pohromadě, ne jen výrobu medu

Na Den Země a Světový den včel se znovu objevují hesla o tom, že bez včel lidstvo nepřežije. Realita je složitější, ale o to zajímavější. Včely totiž nehrají klíčovou roli jen v zemědělství. Udržují také pestrost krajiny, fungování ekosystémů a velkou část rostlin, na kterých závisí další druhy. Největší problém přitom nemají včely medonosné, ale divocí opylovači.

Arsenal po 22 letech ovládl Premier League

Arsenal je po dvaadvaceti letech znovu mistrem Anglie. O titulu rozhodla remíza Manchesteru City 1:1 na hřišti Bournemouthu, která přišla jen den po výhře londýnského klubu 1:0 nad Burnley. Tým Mikela Artety tak získal titul už kolo před koncem sezony.

KOMENTÁŘ: Výnos na dluhopisech USA je nejvyšší od roku 2007. Co to znamená pro ekonomiku?

Když rostou výnosy na investicích, je to přece dobrá zpráva, že? U dluhopisů to úplně neplatí. Výnosy na amerických státních dluhopisech s 30letou splatností jsou teď nejvyšší od roku 2007, kdy svět zažíval úsvit globální krize. Proč to může být problém?

Ukrajina uvedla, že zasáhla rafinerii v ruské Nižegorodské oblasti

Ukrajinská armáda uvedla, že zasáhla rafinerii v Kstovu v ruské Nižegorodské oblasti. Ruské úřady hlásí požár v průmyslových objektech, který podle nich způsobil pád trosek dronů. Podle ruského ministerstva obrany zasáhly poslední ukrajinské útoky opět většinu západního a středního Ruska.

Rusko zveřejnilo záběry z nácviku odpalu jaderné hlavice

Rusko dnes zveřejnilo záběry, které podle něj zachycují vojáky při přepravě jaderné hlavice k taktickým raketovým systémům Iskander-M, jejich nakládání a přesun na odpalovací pozice. Jde o součást rozsáhlého cvičení ruských jaderných sil, informovala agentura Reuters.

Čína je ochotna obnovit zdravé vztahy s ČR, řekl mluvčí tamní diplomacie

Peking je ochoten co nejdříve vrátit česko-čínské vztahy na cestu zdravého a stabilního rozvoje, řekl dnes podle agentury Reuters mluvčí čínského ministerstva zahraničí. Bližší podrobnosti nejsou známy.

Samsungu hrozí stávka desítek tisíc zaměstnanců. Trh s čipy čeká šok

Ve čtvrtek se stávky zúčastní více než 47 tisíc zaměstnanců společnosti Samsung poté, co zkrachovala jednání mezi vedením firmy a odbory. Společnost označila požadavky odborů za „přehnané“. Stávka by mohla mít vážné dopady na globální technologický trh. Společnost nevyrábí jen chytré telefony. Jde o jednoho z nejvýznamnějších výrobců polovodičů.

Litva vyhlásila poplach kvůli dronu, zasahuje proti němu NATO

Litevská armáda dnes dopoledne vyhlásila vzdušný poplach a vyzvala obyvatele, aby vyhledali úkryt. Ministerstvo obrany oznámilo, že litevský vzdušný prostor narušil dron, proti němuž zasahuje letecká mise Severoatlantické aliance, uvedla agentura Reuters. Poplach byl krátce poté zrušen a armáda uvedla, že lidí mohou opustit úkryt, napsala agentura AFP.

Symbol odolnosti klimatu mizí. Jižní oceán čelí nové hrozbě

Mořský led kolem Arktidy v posledních letech rychle ubývá, zatímco Antarktida tomuto scénáři vzdorovala. Mořský led na jižním pólu, který se každý rok rozpíná kolem ledového kontinentu, se jevil jako mimořádně odolný vůči globálnímu oteplování. Nejen že neubýval – mezi lety 2007 a 2015 expandoval. A pak se něco změnilo. Mořský led kolem Antarktidy začal mizet.

Vztahy mezi Ruskem a Čínou dosáhly bezprecedentní úrovně, řekl po jednání Putin

Vztahy mezi Ruskem a Čínou dosáhly bezprecedentní úrovně a dále se rozvíjejí, uvedl dnes ruský prezident Vladimir Putin po schůzce se svým čínským protějškem Si Ťin-pchingem v Pekingu. Podle Putinova mluvčího Dmitrije Peskova se však oba státy zatím neshodly na výstavbě nového plynovodu Síla Sibiře 2, což mělo být jedním z hlavních témat jednání. Kromě oficiálních rozhovorů mají oba prezidenti zakončit den neformálním setkáním u čaje.

Senát se bouří proti Trumpovi. Republikáni podpořili rezoluci proti válce s Íránem

Senát v úterý schválil rezoluci o omezení válečných pravomocí prezidenta, což pro demokraty představuje průlom po sedmi neúspěšných pokusech. Opatření má navrátit moc rozhodovat o vojenských akcích Kongresu, aby však omezilo pravomoci Donalda Trumpa vést válku s Íránem, muselo by projít hlasováním ve Sněmovně. I poté by ho navíc Trump mohl vetovat.

Syn zakladatele společnosti Mango byl zatčen v souvislosti s pádem jeho otce z útesu

Španělská policie zadržela Jonathana Andica, syna zakladatele módní značky Mango Isaka Andic. Vyšetřovatelé ho podezírají v souvislosti se smrtí jeho otce, který v prosinci 2024 zahynul při pádu v horách Montserrat nedaleko Barcelony.

Švédové po porážce s Českem řeší krizi

České vítězství 4:3 nad Švédskem rozvířilo ve švédských médiích velkou debatu. Kritika míří hlavně na obranu, výkon brankáře Magnuse Hellberga i slabou hru pět na pět. Experti navíc tlačí na trenéra Sama Hallama, aby konečně nasadil talentovaného Antona Frondella.

Údery USA a Nigérie zabily od soboty 175 členů IS

Při společných americko-nigerijských vzdušných úderech proti Islámskému státu (IS) zahynulo od soboty 175 jeho členů. Dnes to podle tiskových agentur sdělila nigerijská armáda. Při vojenských operacích byly také zničeny skrýše zbraní, kontrolní stanoviště, logistická střediska a sítě pro financování aktivit džihádistů. Podle agentury Reuters operace zahrnovaly i pozemní akce, není však jasné, zda se jich zúčastnili také američtí vojáci.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama