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

Jaafar Jackson si po filmu Michael zahraje po boku Willa Smithe

Jaafar Jackson získal po ztvárnění svého slavného strýce další filmovou roli. V akčním thrilleru Supermax se objeví společně s Willem Smithem a AnnaSophií Robb. Podrobnosti o jeho postavě zatím tvůrci tají.

Mexický influencer byl zastřelen přímo uprostřed živého vysílání na TikToku

Mexický influencer César Gastélum byl zastřelen během živého vysílání na sociální síti TikTok. K útoku došlo v úterý večer ve čtvrti Tres Ríos ve městě Culiacán na severu země.

Do Měsíce nejspíše narazila část rakety firmy SpaceX, Zemi nebezpečí nehrozilo

Do Měsíce dnes ráno nejspíše narazila čtyřtunová část rakety od společnosti SpaceX, která se pohybovala po oběžné dráze rychlostí přibližně 2,43 kilometru za sekundu. Napsal to web stanice BBC, podle nějž je už na Měsíci asi 3000 objektů vyrobených člověkem. Potvrzení kolize se čeká v řádu hodin až dnů. Experti už dříve uvedli, že Zemi ani Měsíci nehrozí žádné nebezpečí, na lunárním povrchu ale patrně zanechá desítky metrů velký kráter.

Pákistán omezil zpravodajství zahraničních médií. Důvodem je kritika zásahů v Kašmíru

Pákistán výrazně zpřísnil podmínky pro práci zahraničních médií. Novináři budou potřebovat povolení téměř ke všem reportážím mimo tři největší města. Nová pravidla přicházejí po kritice postupu úřadů vůči protestům v Pákistánem spravovaném Kašmíru.

KLDR pohrozila Japonsku svými neupřesněnými vojenskými možnostmi

Vlivná sestra severokorejského vůdce Kim Jo-čong dnes obvinila Japonsko, že se mění ve vojenský stát, kvůli čemuž prý KLDR zváží neupřesněné vojenské možnosti. Odsoudila také Spojené státy za to, že Tokiu umožňují pokračovat ve zbrojení, napsaly agentury AFP a Jonhap.

Japonsko vsadí na bojové drony. Reaguje na válku na Ukrajině i napětí v Asii

Japonsko chce urychlit vývoj bojových dronů, umělé inteligence a střel dlouhého doletu. Modernizací armády reaguje na zkušenosti z válek na Ukrajině a Blízkém východě i na rostoucí aktivitu Číny, Ruska a Severní Koreje.

Netanjahu odmítl americký mírový plán pro Gazu navzdory odzbrojení Hamásu

Izrael odmítl mírový plán pro Pásmo Gazy podpořený Spojenými státy, potvrdil dnes podle serveru The Times of Israel (ToI) izraelský premiér Benjamin Netanjahu. Učinil tak i přesto, že mu bylo zaručeno, že k izraelskému stažení z palestinského území dojde až po úplném odzbrojení teroristického hnutí Hamás.

KOMENTÁŘ: Muskova SpaceX udělala po 24 letech něco, na co není zvyklá. A přišel pád akcií

Vesmírná společnost SpaceX Elona Muska od svého vzniku v roce 2002 nemusela nikdy sdílet podrobné informace o hospodaření – to se teď ale změnilo. Jelikož firma vstoupila na burzu, musela poprvé odkrýt karty. A i když jsou výsledky na poměry SpaceX solidní, na burze přišel výprodej. Proč?

Lodě uvázlé v Hormuzském průlivu mohou šířit invazní druhy do celého světa

Uzavření Hormuzského průlivu po vypuknutí války mezi Spojenými státy, Izraelem a Íránem vytvořilo nečekané ekologické riziko. Více než 1 500 obchodních lodí zůstalo měsíce stát na místě, což umožnilo, aby se jejich trupy pokryly rozsáhlými společenstvy mořských organismů. Jakmile se lodní doprava obnoví, mohou se tito nezvaní cestující dostat do přístavů po celém světě.

Nákladní letadlo se nad Lipskem srazilo s letícím objektem, zřejmě dronem

Nákladní letadlo společnosti DHL se krátce po startu z letiště Lipsko/Halle na východě Německa srazilo s neznámým letícím objektem. S odvoláním na své zdroje o tom dnes informovala agentura Reuters. Podle ní letadlo následně nouzově přistálo na letišti v Hannoveru. Podle německého listu Bild se nad letištěm pohyboval dron s připevněnou výbušninou. Také podle Bildu se dron s letadlem srazily.

Indie ponechala úrokové sazby beze změny. Zlepšila výhled ekonomiky

Indická centrální banka ponechala základní úrokovou sazbu na 5,25 procenta. Současně zvýšila odhad hospodářského růstu, přestože zemi ohrožují dražší energie, nepříznivé počasí a další vývoj konfliktu na Blízkém východě.

Při ruských úderech v Kyjevské oblasti zahynulo nejméně 15 lidí

Nejméně 15 lidí zahynulo při ruských nočních úderech v Kyjevské oblasti. V brovarském okresu bylo zabito devět lidí, v Buči čtyři lidé a jeden člověk ve fastivském okrese, uvedl na platformě telegram šéf kyjevské vojenské správy Tymur Tkačenko. V Kyjevě zahynula jedna žena, uvedly podle agentury AFP už dříve kyjevské úřady. Zraněných je nejméně 27. Moskva masivní noční útok potvrdila s tím, že podle ní mířil na sklady zbraní a vojenského materiálu.

Úhyn slonů v Keni mohl způsobit kyanid

Patnáct slonů uhynulo během jediného měsíce v okolí keňského národního parku Amboseli. Rozbory odhalily v jejich tělech stopy kyanidu. Úřady prověřují, zda se zvířata otrávila pesticidy z místních rajčatových farem. Část odborníků však upozorňuje, že tato teorie zatím nevysvětluje všechny okolnosti.

Hormuzský průliv je otevřený, tvrdí americká armáda. Ceny ropy kolísají

Americké ústřední velení (CENTCOM) na sociální síti X (dříve Twitter) uvedlo, že Hormuzský průliv je otevřený pro tranzit všech komerčních plavidel. K tomuto oznámení došlo poté, co americký ministr financí Scott Bessent prohlásil, že dohoda s Íránem je nadosah, uvedla stanice CNBC. Prezident Donald Trump ještě předtím pohrozil útokem, pokud Teherán úžinu nezpřístupní.

U Trumpova golfového klubu slídil ozbrojený muž. Skončil v poutech

Losangeleská policie v neděli zadržela muže podezřelého z monitorování bezpečnostních opatření u golfového klubu před příjezdem amerického prezidenta Donalda Trumpa. Muž u sebe měl zásobník s municí a v jeho autě byla objevena pistole.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama