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

Pákistánský soud poslal na deset let do vězení dva známé obhájce lidských práv

Deset let za mřížemi za odstranění silničních zátarasů a údajné ohrožení bezpečnosti zahraničních sportovců. Takový trest vyměřil pákistánský protiteroristický soud známé advokátce a aktivistce za lidská práva Imaan Mazari a jejímu manželovi Hadi Alimu Chatthovi. Oba obvinění odmítají a tvrdí, že se stali obětí politicky motivovaného pronásledování. Rozsudek ostře kritizovala také organizace Amnesty International.

Hútíové jsou podezřelí z použití chemických zbraní při obléhání Taizu

Jemenské úřady prověřují závažné podezření, že hútíjští povstalci při útocích na obléhané město Táiz použili munici obsahující toxické látky. Civilisté i členové místních ozbrojených skupin měli po ostřelování potíže s dýcháním a někteří upadli do bezvědomí. Složení údajně použitých látek zatím není známé a jejich nasazení nebylo potvrzeno.

Izrael se ocitl v politické pasti. Netanjahu může zůstat u moci i bez vítězství

Izrael čekají týdny nejistoty. Konečné výsledky parlamentních voleb potvrdily, že ani blok premiéra Benjamina Netanjahua, ani opozice vedená Gadim Eisenkotem nezískaly většinu potřebnou k sestavení vlády. Politici nyní hledají cestu ze složité situace, která může skončit dalším hlasováním. To by bylo už sedmé během osmi let.

Sýrie se topí v zoufalství. Lidé nemají práci ani peníze na jídlo

Pád režimu Bašára Asada měl pro Syřany znamenat začátek lepšího života. Téměř dva roky poté však mnoho domácností čelí prohlubující se chudobě. Potraviny, elektřina i pohonné hmoty výrazně zdražily a nespokojenost vyústila v rozsáhlé protesty. Prezident Ahmad Šara tak čelí rostoucímu tlaku obyvatel, kteří na slibované hospodářské oživení stále čekají.

Velryby u Austrálie mění místa, kde pečují o mláďata

Velryby jižní u australského pobřeží mění způsob, jakým si vybírají místa pro péči o mláďata. Nový výzkum ukázal, že samice se nevracejí vždy do stejných zátok, jak se dosud předpokládalo. Při výběru vhodného prostředí je stále více ovlivňuje přítomnost dalších velryb. Zjištění mohou pomoci při ochraně tohoto ohroženého druhu.

Trumpovi se hroutí půda pod nohama. Demokraté mají šanci ovládnout celý Kongres

Americký prezident Donald Trump může v nadcházejících kongresových volbách utrpět citelnou politickou porážku. Republikáni podle průzkumů ztrácejí podporu a demokraté mají výraznou šanci ovládnout Sněmovnu reprezentantů. Stále reálnější je také změna většiny v Senátu. Voliči dávají najevo nespokojenost s ekonomikou, rostoucími cenami i válkou s Íránem, která zasáhla peněženky milionů Američanů.

Kim Čong-un chce, aby KLDR dosáhla převahy v dronové technologii

Severokorejský vůdce Kim Čong-un chce, aby KLDR dosáhla absolutní převahy v oblasti technologie bezpilotních letounů. V době, kdy sílí napětí mezi Severní a Jižní Koreou, Kim také apeloval na větší vojenské využití umělé inteligence (AI), informovala dnes severokorejská tisková agentura KCNA, kterou citoval Reuters.

Ukrajina po tlaku USA pozastavila nejméně do voleb údery na ruské rafinerie

Ukrajinská armáda po týdnech tlaku ze strany amerického prezidenta Donalda Trumpa minulý týden pozastavila vzdušné údery na ruské rafinerie. Napsal to ve čtvrtek večer (v noci na dnešek SEČ) list The Wall Street Journal (WSJ) s odvoláním na osoby obeznámené s vojenskými operacemi. Neoficiální pauza v těchto útocích má podle listu trvat nejméně do 3. listopadu, kdy se v USA konají volby do Kongresu, možná i déle. Zprávu WSJ převzala také agentura Reuters, která upozornila, že tyto informace nemohla nezávisle ověřit.

Australanka odsouzená za vraždy jedovatými houbami z vězení už nevyjde. Soud jí zpřísnil trest

Australanka Erin Patterson, která zavraždila tři příbuzné obědem s jedovatými houbami, stráví zbytek života za mřížemi. Odvolací soud v australském státě Victoria v pátek zamítl její pokus o zrušení rozsudku a zároveň rozhodl o zpřísnění trestu. Původně měla dvaapadesátiletá žena možnost požádat po 33 letech o podmínečné propuštění.

Kyjev čelil dalšímu ruskému raketovému útoku, jeden člověk zahynul

Ukrajinské hlavní město Kyjev čelilo dnes večer dalšímu ruskému raketovému útoku, který poškodil několik budov, uvedl starosta Vitalij Kličko. Podle kyjevské vojenské správy zahynul nejméně jeden člověk. Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) dnes mimoto podle agentury Reuters uvedla, že dronový útok zabil jednoho ze zaměstnanců ukrajinské jaderné elektrárny Záporoží.

Francouzská policie se chystá na další protesty, zakazuje akce krajní pravice

Francouzské úřady se chystají na další kolo víkendových demonstrací organizovaných tzv. hnutím žlutých vest, dohlížet má na ně stejně jako minulou sobotu na 70.000 policistů a četníků. Policie zároveň zakázala dvě akce krajní pravice a zadržela na letišti pravicového radikála, informovala dnes agentura AFP.

Zemřel Patrick Stewart, legendární kapitán Picard ze Star Treku a profesor Xavier z X-Men

Ve věku 86 let zemřel britský herec Patrick Stewart, kterého proslavily především role kapitána Jeana-Luca Picarda v seriálu Star Trek a profesora Charlese Xaviera ve filmové sérii X-Men. Držitel rytířského titulu a uznávaný shakespearovský herec zemřel ve středu 28. října ve svém domě v Los Angeles. Podle rodiny v posledním období života bojoval s Alzheimerovou chorobou a demencí s Lewyho tělísky. Jeho úmrtí vyvolalo vlnu reakcí mezi hollywoodskými kolegy i fanoušky po celém světě.

Rusko válku s Evropou nechce, ale je na ni připraveno, uvedl Putin

Rusko válku s Evropou nechce, je na ni ale připraveno, řekl dnes šéf Kremlu Vladimir Putin podle státní tiskové agentury RIA Novosti. Podle agentury komentoval svůj úterní telefonát s finským prezidentem Alexanderem Stubbem a norským premiérem Jonasem Gahrem Störem. Uvedl, že mu lídři obou severských zemí hned v úvodu rozhovoru sdělili, že nejednají za celou Evropskou unii.

V USA usvědčili muže z Rwandy, který léta zapíral svou účast na genocidě. Hrozí mu desítky let vězení

Téměř třicet let se mu dařilo tajit svou minulost. Čtyřiapadesátiletý Eric Nshimiye, původem ze Rwandy, byl nyní ve Spojených státech uznán vinným z křivé výpovědi a maření spravedlnosti. Podle amerických vyšetřovatelů se aktivně podílel na rwandské genocidě v roce 1994, během níž zahynulo přibližně 800 tisíc lidí. Svou účast na masakrech však opakovaně popíral, a to i pod přísahou před federálním soudem.

Počet obětí středeční srážky vlaků ve Španělsku vzrostl na 74

Počet obětí středeční srážky vlaků v centrální části Španělska v provincii Toledo vzrostl na 74, napsala dnes agentura AFP s odkazem na španělské ministerstvo dopravy. Předseda vlády v regionu, kde se neštěstí stalo, Emiliano García-Page, již dříve uvedl, že v nemocnicích zůstává pět desítek ze 110 hospitalizovaných po nehodě. Ve Španělsku dnes začal třídenní státní smutek, v poledne lidé uctili oběti tragédie minutou ticha.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama