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

Zhoršení rusko-japonských vztahů je podle Putina vinou Tokia, Japonsko to odmítá

Za nynější zhoršení vztahů mezi Ruskem a Japonskem může podle ruského prezidenta Vladimira Putina zcela jednoznačně Tokio. Putin to podle agentury Kjódó prohlásil v kyrgyzském Biškeku, kde se účastní summitu Šanghajské organizace pro spolupráci (SCO). Japonsko následně Putinova slova označilo za nepřijatelná. Ostrou kritiku před třemi týdny v Japonsku vyvolala Putinova cesta na sporné Kurilské ostrovy. Země si totiž nárokuje jižní část souostroví, které je celé pod ruskou správou.

OSN: Překročení hranice 1,5 stupně je nevyhnutelné. Ani nejlepší scénář není dobrý

Globální oteplování i v tom nejoptimističtějším scénáři dosáhne nejméně 1,8 stupně Celsia, což je výrazně nad cílem Pařížské dohody. Podle zprávy má smysl proti oteplování bojovat, i když je překročení hranice 1,5 stupně Celsia nevyhnutelné. Opatření však musí být radikální.

Estonský parlament zvolil právničku Ulle Madise prezidentkou země

Estonský parlament dnes zvolil ústavní právničku a ombudsmanku Ülle Madise prezidentkou této pobaltské země. Stane se druhou ženou, která bude vykonávat tuto převážně ceremoniální funkci. Informovaly o tom agentury Reuters a DPA.

Tyler Robinson podezřelý z vraždy Charlieho Kirka vinu před soudem nepřiznal. Hrozí mu trest smrti

Třiadvacetiletý Tyler Robinson z Utahu se u soudu nepřiznal k vraždě konzervativního aktivisty Charlieho Kirka. Soudce Tony Graf zároveň rozhodl, že státní zástupci mohou v případném hlavním líčení požadovat trest smrti.

Německé úřady identifikovaly dva podezřelé z útoku na letišti u Lipska

Německé úřady identifikovaly dva podezřelé ze srpnového hybridního útoku na letišti Lipsko/Halle. S odvoláním na své zdroje to dnes uvedly stanice NDR, WDR a list Süddeutsche Zeitung. Podle nich se jedná o Rusa s lotyšským pasem a Bělorusa s ruským občanstvím. Podle médií ale není pravděpodobné, že se podaří muže zadržet. Německo v úterý obvinilo ze zodpovědnosti za pokus o bombový atentát na východoněmeckém letišti Rusko. Moskva to odmítla.

KOMENTÁŘ: Apple po 15 letech vyměnil šéfa. Jen pár dní před klíčovou událostí

Tim Cook po 15 letech skončil v čele společnosti Apple, od září se jeho role ujímá hardwarový inženýr John Ternus. K ostře sledované rošádě dochází jen pár dní před událostí, která je pro Apple kriticky důležitá. Společnost představí nové produkty v čele s nečekaným kouskem.

Zadrželi ho a druhý den zemřel. Další úmrtí ve vazbě ICE

Čínský ilegální migrant zemřel ve vazbě jen několik hodin po svém zadržení. S odkazem na americký Imigrační a celní úřad (ICE) o tom informovala stanice NPR. Jde o 57. úmrtí migranta zadrženého vládou od začátku druhého funkčního období prezidenta Donalda Trumpa. Koncem července v detenčním centru zemřel jednačtyřicetiletý Guatemalec.

Při útoku na letiště v Lipsku byl použit materiál vojenské kvality, uvedla šéfka EK

Při útoku v Lipsku byl podle předsedkyně Evropské komise Ursuly von der Leyen použit materiál vojenské kvality. Pokud by byl útok úspěšný, mohlo dojít ke ztrátám na životech, dodala von der Leyen během společného tiskového prohlášení s generálním tajemníkem NATO Markem Ruttem. Německo na úterní tiskové konferenci oficiálně přisoudilo odpovědnost za útok na letišti Lipsko/Halle Rusku. Podle šéfa NATO je Rusko stále bezohlednější a dochází k nárůstu nepřátelských aktivit. Aliance podle něj pracuje nepřetržitě na zajištění bezpečnosti občanů.

Dvacet jedna finančních institucí chystá společný dolarový stablecoin

Velké banky a investiční společnosti spojují síly při přípravě vlastního stablecoinu. Digitální měna navázaná na americký dolar má vstoupit na trh v první polovině roku 2027, následovat by mohly tokeny kryté eurem a dalšími měnami skupiny G7.

Včelí matky přenášejí pesticidy do svých vajíček

Včelí matky se mohou části pesticidů zbavovat tím, že je předají do svých vajíček. Tento obranný mechanismus sice snižuje množství škodlivých látek v jejich těle, zároveň však může ohrozit vývoj potomstva a v krajním případě i celé včelstvo.

Výprodej dluhopisů zdražuje půjčky. Trhy děsí inflace i zadlužení ekonomik

Globální trh státních dluhopisů ve středu zasáhl další výprodej, který zvýšil náklady na vládní půjčky na maxima za několik desetiletí. Investory znepokojuje hlavně růst cen energií v souvislosti s konfliktem na Blízkém východě, obava z nové inflační vlny a vysoké zadlužení vyspělých ekonomik, včetně Spojených států.

La Bola Negra propojí osudy tří generací mužů

Penélope Cruz a Glenn Close se objevují v novém španělském dramatu La Bola Negra, které propojuje tři generace mužů a téměř celé století španělských dějin. Film oceněný na festivalu v Cannes nyní představil první mezinárodní upoutávku.

Američané udeřili a Írán odpověděl. Vzájemné útoky pokračují

Islámské revoluční gardy (IRGC) provedly útoky na americké cíle v Jordánsku, Kuvajtu, Iráku a Bahrajnu. Šlo o reakci na úterní americké údery proti íránským vojenským cílům. Íránská státní média napsala, že americké údery mířily i na civilní infrastrukturu a zasáhly podle nich civilní dům, kde se zrovna konala svatba. Američané to popřeli.

Inflace v eurozóně zrychlila na 3,3 procenta, tlak na ECB sílí

Inflace v eurozóně v srpnu výrazně zrychlila a znovu se vzdálila dvouprocentnímu cíli Evropské centrální banky. Hlavním důvodem jsou prudce rostoucí ceny energií. Základní inflační tlaky naopak mírně polevily, finanční trhy přesto očekávají další zvýšení úrokových sazeb.

V rozvodně na západě Německa někdo úmyslně způsobil zkrat, zásobování neohrozil

V rozvodně v Bergheimu na západě Německo někdo v úterý večer úmyslně způsobil zkrat. S odvoláním na policii o tom dnes informovala agentura DPA. Kvůli zkratu bylo od sítě odpojeno pět bloků dvou elektráren v okolí. Dopad na zásobování proudem incident podle provozovatelů neměl. Týž den ráno na východě Německa neznámí pachatelé zaútočili na rozvodnu u elektrárny Jänschwalde. Tento případ policie vyšetřuje jako sabotáž.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama