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

Litva testuje ukrajinský systém ochrany před drony

Litva testuje systém na ochranu před drony vyvinutý na Ukrajině. Systém Sky Fortress (Nebeská pevnost) je navržen tak, aby detekoval nízko letící objekty, napsala dnes agentura DPA.

Skupina G7 ihned uvolní významné zásoby nafty, shodli se lídři zemí

Skupina hospodářsky vyspělých zemí G7 v příštích čtyřech měsících koordinovaně uvolní 100 milionů barelů nafty a ropy, shodli se dnes lídři států v prohlášení zveřejněném italskou vládou. Již během příštích 20 dnů vyšlou země skupiny prostřednictvím Mezinárodní agentury pro energii (IEA) na trh významné množství nafty, uvedli prezidenti a premiéři po dnešní videokonferenci. Americký prezident Donald Trump krátce předtím oznámil, že Evropa souhlasila s okamžitým uvolněním části svých zásob nafty.

Francie čelí studentským nepokojům, za jediný den zadrželi 600 lidí

Francouzští policisté v souvislosti s násilnými studentskými protesty a blokádami, které se dotkly stovek škol, jen za dnešní den zatím zadrželi okolo 600 osob. Zaznamenány jsou také případy polévání učitelů benzinem nebo vyhrožování napadené policistce smrtí, napsal web Le Figaro.

Vraždu influencerky Abby Choi projednává soud v Hongkongu. Podezřelí ji pečlivě plánovali

Soud v Hongkongu začal projednávat brutální vraždu modelky a influencerky Abby Choi. Podezřelí jsou její exmanžel a jeho příbuzní, podle prokuratury hrůzný čin pečlivě naplánovali.

Brazilci budou v neděli volit prezidenta, první kolo ještě nerozhodne

Na 160 milionů Brazilců může v neděli volit svého prezidenta, který pátou největší zemi světa povede v příštích čtyřech letech. Favority jsou osmdesátiletý prezident Luiz Inácio Lula da Silva a pětačtyřicetiletý syn jeho předchůdce v úřadu Flávio Bolsonaro. Levicový politický veterán Lula má v průzkumech mírný náskok, nezíská ale přes padesát procent, takže rozhodne až druhé kolo 25. října. I to bude zřejmě velmi těsné.

Mořské želvy na Galapágách zůstávají překvapivě poblíž pobřeží

Mořské želvy jsou známé dlouhými cestami napříč oceánem. Skupina karet obrovských žijících u Galapág ale vědce překvapila. Během satelitního sledování neopustila ani jedna z nich tamní souostroví a většina se držela poblíž pobřeží.

Británie zpět v EU? Burnham připustil přehodnocení brexitu

Britský premiér Andy Burnham připustil, že by Velká Británie v budoucnu mohla uspořádat referendum o návratu země do Evropské unie (EU), tedy zrušení brexitu. Země se podle něj nenachází v dobré pozici a měla by přehodnotit své vztahy s blokem.

Rusko znovu zaútočilo na důležitý most v Kyjevě, oznámil starosta Kličko

Ruská armáda znovu zaútočila na Jižní most v Kyjevě, přes který vede důležitý silniční tah i trasa metra. Dnes ráno to oznámil starosta Vitalij Kličko. Později uvedl, že most je uzavřen pro dopravu a na dalších dvou mostech - Patonově a Metro - je provoz omezen částečně. Ruské ministerstvo obrany prohlásilo, že ruské drony zasáhly silniční a železniční most v Kyjevě, jenž slouží k přesunům vojsk a přepravě vojenského nákladu pro ukrajinskou armádu na Donbase. Jižní most je silniční a jezdí přes něj také metro, píše ruská služba stanice BBC.

Česko má nejnižší nezaměstnanost v EU. V eurozóně zůstala na 6,4 procenta

Česko mělo v srpnu nejnižší nezaměstnanost v Evropské unii. Podle sezoně očištěných údajů klesla na 3,2 procenta, zatímco unijní průměr zůstal na 6,1 procenta. V eurozóně se míra nezaměstnanosti nezměnila a činila 6,4 procenta. Evropský trh práce tak zatím odolává tlaku drahých energií a vyšších úrokových sazeb.

Putin varoval Západ před útokem na Kaliningrad. Pohrozil použitím všech zbraní

Ruský prezident Vladimir Putin v moskevském diskusním klubu Valdaja před odborníky na zahraniční politiku a mezinárodní vztahy prohlásil, že nemá v plánu zaútočit na žádnou evropskou zemi. Pokud však bude napadena Kaliningradská oblast, Moskva bude připravena použít veškerý arzenál, včetně jaderných zbraní.

Sedm vpichů a ohnutá jehla. Svědci popsali zpackanou popravu vražedkyně Christy Pike

Vražedkyně Christa Pike (50 let), která byla v americkém státě Tennessee odsouzena k trestu smrti za vraždu devatenáctileté Colleen Slemmer, je po nepovedeném pokusu o popravu smrtící injekcí v kritickém stavu, uvedl její právník. Svědkové médiím popsali utrpení odsouzené. Lékařští experti vysvětlili, co se pravděpodobně stalo.

Argentina vstoupila do éry bez Messiho výhrou 4:0

Argentina zvládla první zápas po konci reprezentační kariéry Lionela Messiho bez zaváhání. V přípravě porazila Bolívii 4:0 a znovu ukázala, že trenér Lionel Scaloni má dost možností, jak rozdělit odpovědnost mezi více hráčů. O všechny čtyři góly se navíc postarali různí střelci.

Děti v Libanonu usínají hladové. Rodiny nemají peníze ani na lékaře

Konflikt a dlouholetá ekonomická krize připravují děti v Libanonu o jídlo, zdravotní péči i vzdělání. V novém průzkumu uvedlo 22 procent dotázaných domácností, že jejich děti během předchozích dvou týdnů chodily spát hladové. Téměř třetina hlásila, že děti nedostaly potřebnou zdravotní péči, především proto, že na ni rodina neměla peníze.

Británie rozšířila sankce proti Rusku. Zasáhnou osm lodí i šiřitele propagandy

Británie oznámila nový balík sankcí proti Rusku, který zahrnuje 23 osob a subjektů a osm lodí. Opatření mají omezit příjmy z vývozu plynu a zasáhnout prokremelské dezinformační sítě. Týkají se také lidí, které Londýn spojuje s mučením ukrajinských civilistů nebo převýchovou a vojenským výcvikem ukrajinských dětí.

Raketa SpaceX s čtyřčlennou posádkou odstartovala k Mezinárodní vesmírné stanici

Z Floridy dnes odstartovala raketa společnosti SpaceX se dvěma americkými astronauty, jedním kanadským astronautem a ruským kosmonautem. V rámci mise Crew-13 stráví šest měsíců na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Informuje o tom agentura AP.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama