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

Musk podle Axiosu významně podpoří volební kampaň amerických republikánů

Nejbohatší člověk na světě Elon Musk, který pomohl Donaldu Trumpovi k návratu do Bílého domu, se chystá významně finančně podpořit kampaň amerických republikánů před listopadovými volbami. Dnes o tom informoval portál Axios. Nadcházející volby, při kterých Američané vyberou nové zástupce do Sněmovny reprezentantů a do třetiny Senátu, rozhodnou, zda Trumpovi republikáni udrží v Kongresu USA většinu. Úspěch demokratů by mohl Trumpovi zkomplikovat zbytek jeho druhého prezidentského mandátu.

Při rozsáhlém ruském útoku zemřelo v různých částech Ukrajiny devět lidí

Počet obětí ruského útoku na Ukrajinu se podle ukrajinských médií zvýšil na devět poté, co záchranáři ve Lvově nalezli pod troskami budovy tělo mrtvého muže. Agentura Reuters ale bez podrobností píše o nejméně 13 mrtvých. Na předměstí Kryvého Rihu v Dněpropetrovské oblasti podle velitele městské vojenské správy Oleksandra Vilkula raketa Iskander-M zasáhla rodinný dům a zabila šest lidí, z toho dvě děti. Dalších osm osob včetně dvou dětí je zraněno, uvedl šéf správy regionu Oleksandr Hanža. V Kyjevě zemřel jeden člověk, oznámila městská vojenská správa, a další mrtvý je v Poltavské oblasti.

Lehečka v Los Cabos překvapivě skončil, Svrčina postoupil do čtvrtfinále

Jiří Lehečka vstoupil do přípravy na US Open nečekanou porážkou. Na turnaji v mexickém Los Cabos nestačil ve druhém kole na Colemana Wonga z Hongkongu, přestože první set zvládl jednoznačně. Naopak Dalibor Svrčina využil zdravotních potíží Luciana Darderiho a po skreči italského favorita si zajistil postup do čtvrtfinále.

Tisíce Maročanů pronikly do sousedního španělského města Ceuta, to volá armádu

Tisíce Maročanů dnes pronikly do španělského autonomního města Ceuta, když ze sousedního Maroka přeplavali či přešli po souši, informuje deník El País. Španělští policisté podle něj takovému množství nedokázali čelit. Ceuta se potýká s větší migrační vlnou už několik dnů a její starosta Juan Jesús Vivas kvůli tomu tento týden požádal španělskou vládu o vyhlášení stavu národní nouze. Dnes k tomu ještě požádal o nasazení armády.

EK vyplatila Ukrajině 3,47 miliardy eur z půjčky, jsou určené na drony a rakety

Evropská komise dnes vyplatila Ukrajině dalších 3,47 miliardy eur (asi 84 miliard Kč) z vojenské části půjčky pro Ukrajinu. Peníze jsou určené na nákup dronů, raket a stíhaček, uvedla komise. Platba navazuje na převod prvních 3,2 miliardy eur (77,4 miliardy Kč) v rámci makrofinanční podpory, kterou oznámila šéfka EK Ursula von der Leyen 25. června.

Čtyři migranti zemřeli při pokusu přeplout Lamanšský průliv na malých člunech

Francouzské úřady vyšetřují dvě tragédie v Lamanšském průlivu, při nichž během jediné noci zahynuli čtyři migranti pokoušející se na malých člunech doplout do Spojeného království. Mezi zraněnými je také roční dítě.

Požáry na jihozápadě Francie sílí a hrozí další vlna veder

Jihozápad Francie dál bojuje s rozsáhlými lesními požáry, které přiživují vysoké teploty i silný vítr. Hasiči nasadili tisíce lidí, úřady evakuovaly statisíce obyvatel a turistů a meteorologové varují před dalším zhoršením. Situaci navíc komplikuje vzácný jev známý jako ohnivý mrak, který může požáry ještě více zesilovat.

Neumíme vykouzlit nižší ceny. Fed ponechal sazby beze změny

Nemám žádný kouzelný proutek, který by ulevil Američanům od vysokých cen, vzkázal nový předseda Federálního rezervního systému (Fed) Kevin Warsh. Centrální banka ponechala základní úrokovou sazbu neměnnou.

Nejméně 25 mrtvých po zemětřesení v Japonsku, bilance dál roste

Nejméně 25 lidí zahynulo při úterním zemětřesení na jihozápadě Japonska, napsala dnes agentura Reuters. Dalších přinejmenším 63 lidí utrpělo zranění, z toho pět jich je ve vážném stavu. Podle agentury AP to oznámily úřady prefektury Kumamoto s tím, že místní policie eviduje až 28 úmrtí. Část případů ale nemusí souviset přímo se zemětřesením a úřady proto prověřují přesné okolnosti.

Střela, která dopadla na východě Polska, byla zřejmě ruská, uvedl premiér Tusk

Střela, která dopadla na východě Polska, byla zřejmě ruská, uvedl dnes polský premiér Donald Tusk podle agentury Reuters. Chce ale mít větší jistotu o jejím typu a o tom, kdo ji vyslal. Ukrajinský ministr zahraničí Andrij Sybiha již dříve na sociálních sítích uvedl, že se jednalo o ruskou raketu Ch-101.

Rekordní vedra připravují Evropu o vodu

Evropu letos zasáhlo mimořádně silné sucho, které nevzniklo jen kvůli nedostatku srážek. Rekordní vedra výrazně zvýšila odpařování vody z půdy, řek i vegetace a urychlila vysychání krajiny. Důsledky jsou patrné v zemědělství, energetice i vodním hospodářství.

Americké údery v Íránu zabily rodinu s malým dítětem, Teherán hrozí odvetou

Při amerických útocích zemřeli v noci na dnešek v Íránu tři členové jedné rodiny včetně dvouletého dítěte, uvedla ráno agentura Fars. Další dvě děti utrpěly zranění. Americká armáda podnikla další vzdušné údery na Írán v reakci na to, že se Írán o den dříve pokusil zaútočit na americké vojenské základny na Blízkém východě, uvedlo oblastní velitelství amerických sil CENTCOM. Jordánsko oznámilo, že dnes už zneškodnilo pět střel vyslaných z Íránu. Íránské revoluční gardy ráno uvedly, že agresora potrestají, píše agentura Reuters. Kuvajt dnes oznámil, že íránský útok, který v zemi zasáhl čínskou firmu, zabil člověka, píše agentura AFP.

Fidži: U souostroví Lau zmizela loď se zdravotníky. Našel se jen kapitán

Šest zdravotníků se nadále pohřešuje ve vodách u souostroví Lau. Dnes ráno byl nalezen kapitán lodi, která plula na ostrov Ono-i-Lau, potvrdilo ministerstvo zdravotnictví.

Kvůli požárům evakuovali na jihu Kréty na 8000 lidi z letoviska Agia Galini

Kvůli lesním požárům na jihu řeckého ostrova Kréta bylo ve středu večer evakuováno na 8000 lidí z letoviska Agia Galini, informuje agentura AFP. S požáry tam bojuje už několik stovek hasičů, práci jim ale komplikuje silný a proměnlivý vítr, kvůli němuž mohou také jen omezeně hasit z letadel. Lesy hoří i na řeckém Peloponésu či ostrově Lesbos. Požáry v Řecku si vyžádaly už tři oběti z řad hasičů, napsala dnes agentura DPA.

Stíhačka F-16 byla v noci vyslána proti objektu letícímu na východě Polska

Vojenský letoun F-16 byl v noci na dnešek vyslán k zásahu proti objektu letícímu na východě Polska, uvedla ráno polská armáda. V Lublinu a některých dalších obcích se na několik minut rozezněly sirény ohlašující letecký poplach, informovaly úřady. Na některých místech lidé hlásili, že slyší hukot letícího objektu. Asi 45 kilometrů jižně od Lublina poté vojáci objevili v poli asi deset metrů velký kráter, který následně zajistili a prověřují hasiči a policisté.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama