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

Čeští florbalisté porazili Finsko, uspěly také ženy

Čeští florbalisté zakončili domácí Euro Floorball Tour vítězstvím 3:2 nad Finskem. Muži díky prvním bodům obsadili třetí místo. Ženská reprezentace zdolala Švýcarsko 2:1 a na turnaji skončila druhá.

Strana AfD volby v Sasku-Anhaltsku jasně vyhrála, má přes 44 procent

Volby ve východoněmecké spolkové zemi Sasko-Anhaltsko dnes vyhrála strana Alternativa pro Německo (AfD), kterou zemská tajná služba považuje od roku 2023 za prokazatelně pravicově extremistickou. Podle prognóz veřejnoprávních stanic ARD a ZDF dostala 44,3 až 44,4 procenta hlasů. Většinu 42 mandátů v zemském sněmu ale AfD podle nynějšího odhadu nezískala. ZDF jí přisuzuje 41, ARD 39 křesel. Sasko-Anhaltsko tak zřejmě čekají složitá povolební jednání o nové vládě.

Územní otázku lze vyřešit pouze při jednání prezidentů, řekl Zelenskyj

Územní otázku mezi Ukrajinou a Ruskem lze vyřešit pouze při jednání prezidentů obou zemí, řekl dnes podle agentury AFP ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj po setkání s americkými vyjednavači Stevem Witkoffem a Jaredem Kushnerem v Kyjevě. Přes pozitivní dojem z dnešní rozhovorů vyjádřil přesvědčení, že válka se protáhne minimálně do letošní zimy.

V bojích húsíjských rebelů s vládními silami v Jemenu zahynulo dalších 140 lidí

Boje mezi provládními silami a Íránem podporovanými húsíjskými povstalci na jihozápadě Jemenu si od sobotního poledne do dnešního rána vyžádaly přes 140 mrtvých. S odvoláním na zdroje z obou znepřátelených táborů o tom informovala agentura AFP, podle níž jde o nejkrvavější střety za poslední roky.

Ukrajina a USA chtějí jednat o ukončení války s Ruskem dohromady

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj i americký vyjednavač Jared Kushner se po dnešním jednání v Kyjevě shodli, že rozhovory o ukončení rusko-ukrajinské války by se měly vrátit k třístrannému formátu, tedy za účasti Spojených států, Ukrajiny a Ruska, uvedly agentury AFP a Reuters. Jednání, které obě strany označily za důležité, patrně nevedlo k průlomu.

V německé spolkové zemi Sasko-Anhaltsko se konají volby, vyhraje zřejmě AfD

V německé spolkové zemi Sasko-Anhaltsko se dnes konají volby. Zhruba 1,7 milionu voličů může až do 18:00 vybírat nové poslance zemského sněmu. Podle průzkumů vyhraje strana Alternativa pro Německo (AfD), kterou zemská tajná služba označila už v roce 2023 za prokazatelně pravicově extremistickou. Získat může 40 až 43 procent hlasů. Rozhodující pro budoucnost země i další vývoj celého Německa bude to, zda AfD získá většinu mandátů a bude moci sestavit jednobarevnou vládu.

Letadlová loď USS Abraham Lincoln vyplula z Thajska, míří zpět do USA

Americká letadlová loď USS Abraham Lincoln dnes vyplula z Thajska poté, co tam na 5000 námořníků a příslušníků námořní pěchoty strávilo pět dní odpočinkem, píše agentura Reuters. Plavidlo minulý týden zakotvilo ve východním Thajsku a posádka se vylodila po více než devíti měsících na moři, během kterých čelil Pentagon kritice kvůli zhoršujícím se podmínkám na palubě. Loď byla mimo jiné nasazena u Íránu, s nímž USA od konce února vedou válku. Nyní se vrací do domovského přístavu v San Diegu.

Brazilský vývoz do USA navzdory novým clům vzrostl o 12 procent

Brazilský obchod se Spojenými státy v srpnu překvapil. Hodnota vývozu na americký trh meziročně vzrostla o více než 12 procent, přestože už celý měsíc platila nová americká cla. Za růstem však stojí především vyšší ceny, zatímco skutečný objem vyvezeného zboží klesl.

Návrat Oasis dostal vlastní dokument, nabídne záběry ze zkoušek i zákulisí

Liam a Noel Gallagherovi se vracejí na plátna v dokumentu Oasis: Don’t Look Back In Anger. Film mapuje jejich ostře sledované reunionové turné z roku 2025, nabízí dosud nezveřejněné záběry ze zkoušek a zachycuje také první společné rozhovory bratrů po více než dvaceti letech.

Tragédie na Kapverdách: Autobus s dětmi spadl do rokle, zemřelo 25 lidí

Nejméně 25 lidí zemřelo při nehodě autobusu na kapverdském ostrově Fogo. Vozidlo sjelo ze silnice v hornaté oblasti a zřítilo se přibližně 30 metrů do rokle. Mezi cestujícími byli především mladí lidé a studenti, několik zraněných zůstává ve vážném stavu.

Lavrov podle médií označil obvinění od Západu z útoku v Lipsku za začátek války

Obvinění ze strany západních zemí, že se Moskva podílela na dronovém incidentu v Lipsku, jsou v podstatě začátkem skutečné války, prohlásil podle agentury Interfax ruský ministr zahraničí Sergej Lavrov. Německá vláda srpnový hybridní útok na východoněmecké letiště Lipsko/Halle přičítá Rusku, které to popírá. Zaměstnanec letiště poblíž ukrajinského letadla společnosti Antonov objevil 4. srpna dron s výbušninou, ale s nefunkční roznětkou.

Velké finanční firmy vsadily na Hyperliquid ETF

Do burzovně obchodovaných fondů navázaných na kryptoměnový projekt Hyperliquid vstoupily také známé společnosti z tradičního finančního sektoru. Mezi držiteli se objevily UBS, Bank of Montreal nebo obchodní firma Jane Street. Celkem třicet institucí vykázalo ke konci června pozice za téměř 75 milionů dolarů.

Witkoff a Kushner jsou v Kyjevě na první návštěvě, budou jednat se Zelenským

Američtí vyjednavači Steve Witkoff a Jared Kushner dnes přicestovali do Kyjeva na svou první oficiální návštěvu Ukrajiny, píše agentura Reuters. S prezidentem Volodymyrem Zelenským mají jednat o možnostech ukončení války mezi Ukrajinou a Ruskem. V sobotu se dvojice vyslanců prezidenta Donalda Trumpa setkala v Kremlu s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Bílý dům následně uvedl, že byly projednány plány dalších kroků, které budou oznámeny v příštích týdnech.

Přítomnost lidí mění pohyb divokých zvířat

Divoká zvířata nereagují pouze na silnice, města nebo zemědělskou krajinu. Jejich pohyb a výběr prostředí ovlivňuje také samotná přítomnost lidí. Jednotlivé druhy se však chovají velmi rozdílně, což komplikuje hledání společných pravidel pro jejich ochranu.

Trumpův výbor v Texasu utratí deset milionů dolarů na volbách do Senátu

Politický akční výbor amerického prezidenta Donalda Trumpa MAGA Inc. vynaloží deset milionů dolarů (přes 208 milionů Kč) na podporu republikánského kandidáta Kena Paxtona, který se v Texasu v listopadových volbách uchází o křeslo v Senátu. Takzvaný super PAC napojený na Trumpa tak poprvé začíná uvolňovat peníze na volby do Kongresu v době, kdy řada republikánských kandidátů netrpělivě čeká na finanční podporu, píše deník The New York Times (NYT).
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama