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

Podezřelý z šestinásobné vraždy v Německu je muž tureckého původu. Zabíjel zřejmě kvůli sporu o dceru

Německá policie zveřejnila další informace o pondělní střelbě v zařízení pro péči o mládež ve městě Stade na severu země. Útok si vyžádal šest mrtvých, všichni byli zaměstnanci centra. Z útoku je podezřelý 45letý muž tureckého původu, narozený v Německu, který žil v Hannoveru.

Hormuzský průliv zůstal otevřený i přes víkendovou eskalaci

Doprava v Hormuzském průlivu se obnovuje bez ohledu na víkendové údery mezi USA a Íránem. Tato klíčová vodní trasa pro export ropy zůstává otevřená, shodují se dvě monitorovací společnosti.

Aligátoři na Floridě za týden napadli tři lidi, jedna žena zraněním podlehla

Aligátoři na Floridě v sérii útoků za jeden týden napadli tři lidi, jedna žena zraněním podlehla. Ke dvěma z incidentů došlo v rozmezí 24 hodin. Napadení aligátorem zůstává poměrně vzácné, vyplývá z dat Floridské komise pro ochranu ryb a divoké zvěře (FWC). Stát zaznamenává průměrně osm nevyprovokovaných pokousání ročně, uvádí komise, jež se ve státě zabývá stížnostmi na konkrétní aligátory, kteří by mohli představovat hrozbu pro lidi, domácí mazlíčky či majetek. Florida je podle odhadů domovem 1,3 milionu aligátorů. Informují o tom stanice CNN a ABC News.

Čínský miliardář v USA odsouzen k 30 letům vězení za podvody

Americký soud poslal na 30 let do vězení čínského miliardáře Kuo Wen-kueje. Kdysi jeden z nejbohatších čínských podnikatelů uprchl ze své vlasti po obvinění ze znásilnění, únosu a korupce. V USA se prezentoval jako kritik čínského komunistického režimu a na politické aktivity od svých příznivců vybral přes miliardu dolarů. Těmito prostředky financoval svůj luxusní životní styl.

Klimatická krize zdražuje pojištění a přináší nové riziko pro ekonomiku

Rostoucí počet extrémních výkyvů počasí začíná měnit fungování pojišťoven, bank i celé ekonomiky. Odborníci upozorňují, že dražší nebo hůře dostupné pojištění už nepředstavuje problém jen pro majitele domů a firem. Dopady se postupně přelévají také do investic, úvěrů a hospodářského růstu. Stále častěji proto zaznívají výzvy, aby vedle soukromého sektoru převzaly větší roli i vlády.

Rusko a Ukrajina informují o mrtvých a raněných po vzájemných útocích

Nejméně dva mrtvé si vyžádaly útoky ukrajinských dronů v Rusku, v Belgorodské oblasti a v Jegorjevsku u Moskvy, kde zahynulo půlroční dítě, uvedly dnes ruské úřady. V Dnipru na jihovýchodě Ukrajiny stoupl počet obětí pondělního ruského útoku z šesti na sedm poté, co dnes ráno v nemocnici podlehl zraněním 59letý muž, oznámil náčelník oblastní správy Oleksandr Hanža. Ruské útoky na Charkov a okolí si během uplynulého dne vyžádaly čtyři životy a 24 raněných, včetně dvou dětí, informoval náčelník regionální správy Oleh Syněhubov.

Německo po penaltách končí na mistrovství světa, Paraguay slaví velký postup

Německo se po dvanácti letech vrátilo do vyřazovací fáze mistrovství světa, jenže jeho cesta skončila hned v prvním kole play off. Po remíze 1:1 rozhodl penaltový rozstřel, ve kterém uspěla Paraguay poměrem 4:3. Jeden z favoritů turnaje tak odjíždí domů, zatímco jihoamerický tým čeká osmifinále proti vítězi souboje Francie se Švédskem.

Europoslanci tvrdí, že jim bylo znemožněno provést důkladnou inspekci italského zadržovacího centra pro migranty v Albánii

Delegace poslanců Evropského parlamentu tvrdí, že při návštěvě italského detenčního centra pro migranty v Albánii narazila na překážky a nemohla zařízení důkladně zkontrolovat. Spor přichází v době, kdy se Evropská unie posouvá k tvrdší migrační politice a zvažuje širší využití zařízení mimo své území.

Brazílie po obratu vyřadila Japonsko a jde do osmifinále

Brazílie vydřela postup do osmifinále mistrovství světa až v samotném závěru. Japonsko dlouho drželo překvapivé vedení a sahalo po historickém úspěchu, jenže favorit po změně stran přidal, vyrovnal a v nastaveném čase rozhodl o výhře 2:1. Hrdinou se stal Gabriel Martinelli.

Dobrovolníci nasbírali 11 milionů vzácných semen pro obnovu skotských lesů

Obnova původních lesů na západě Skotska získala výraznou podporu. Přibližně stovka dobrovolníků během několika let ručně nasbírala přes 11 milionů vzácných semen domácích dřevin. Díky tomu vzniknou miliony nových stromů, které pomohou obnovit ohrožené lesy i jedinečný atlantský deštný prales.

Koubek skončil u české reprezentace

Po neúspěšném mistrovství světa končí Miroslav Koubek na lavičce české fotbalové reprezentace. Přestože ještě krátce po návratu ze šampionátu počítal s pokračováním, po pondělním jednání s předsedou FAČR Davidem Trundou nabídl svou funkci k dispozici. Svaz jeho rozhodnutí přijal a začne hledat nového reprezentačního trenéra.

Sucho v Turecku otevírá obří propady a ohrožuje zemědělství

Rozsáhlé sucho, intenzivní zemědělství a nadměrné čerpání podzemní vody mění tvář turecké provincie Konya. Na polích vznikají stovky obřích propadů, které komplikují práci farmářům a mohou ohrozit produkci potravin v jedné z nejdůležitějších zemědělských oblastí země.

USA a Írán se podle Trumpa v úterý setkají v Dauhá, Teherán to nepotvrdil

Představitelé Íránu a USA se v úterý setkají v katarském Dauhá na žádost Teheránu, uvedl dnes americký prezident Donald Trump. Schůzky se zúčastní Trumpovi vyslanci Steve Witkoff a Jared Kushner, uvedla podle agentury Reuters mluvčí Bílého domu Karoline Leavitt. Na okraj jednání na vysoké úrovni se podle ní uskuteční technická jednání. Náměstek íránského ministra zahraničí Kázem Gharíbabádího dříve popřel zprávy médií o možných úterních technických jednáních stran v Kataru, informuje agentura AP.

Střelba v německém centru pro mládež, pět lidí zemřelo

Při střelbě v zařízení pro péči o mládež v severoněmeckém městě Stade zahynulo pět lidí a několik dalších utrpělo zranění. Oznámila to v pondělí místní policie, která na místě zadržela dva podezřelé, včetně předpokládaného střelce. Okolnosti útoku jsou nadále předmětem vyšetřování.

Cenový strop na benzin i naftu znovu mírně vzroste

Řidiči si v úterý za benzin i naftu mohou připlatit o několik haléřů víc. Stát stanovil nový cenový strop na benzin na 40,47 koruny za litr a na naftu na 36,47 koruny za litr, regulace cen pohonných hmot navíc bude pokračovat až do 19. července.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama