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

Rubio hovořil s Lavrovem o možném setkání Trumpa s Putinem v Číně

Americký ministr zahraničí Marco Rubio mluvil se svým ruským protějškem Sergejem Lavrovem o možném setkání amerického prezidenta Donalda Trumpa s ruským prezidentem Vladimirem Putinem na summitu Asijsko-pacifického hospodářského společenství (APEC), který se bude konat v polovině listopadu v Číně. Informovala o tom agentura AFP.

Mark Ruffalo se představí v silném dramatu. Film vypráví o skutečném boji za lidská práva

Mark Ruffalo se představí v novém životopisném dramatu Being Heumann, které připomíná jeden z nejvýznamnějších protestů za práva lidí se zdravotním postižením v americké historii. Snímek vychází ze skutečných událostí roku 1977, kdy aktivisté na 26 dní obsadili federální budovu v San Francisku. Na streamovací platformě Apple TV bude dostupný od 13. listopadu.

Přirozené prostředí ovlivňuje výskyt zvířat více než klima

Výskyt živočichů ovlivňuje nejen změna klimatu, ale především prostředí, ve kterém žijí. Rozsáhlý výzkum ve Finsku ukázal, že podoba krajiny má pro většinu sledovaných skupin zvířat větší význam než klimatické podmínky. Výsledky zdůrazňují důležitost ochrany přirozených stanovišť a šetrného využívání krajiny.

Trump umožní Bolsonarovi zůstat v USA, brazilské volby označil za ostudu

Brazilský prezidentský kandidát Flávio Bolsonaro může zůstat ve Spojených státech, jak dlouho bude chtít, prohlásil v noci na dnešek americký prezident Donald Trump. Zároveň zpochybnil nedávné brazilské volby, v nichž Bolsonaro prohrál s levicovým prezidentem Luizem Ináciem Lulou da Silvou. Podle Trumpa byly volby "ostudou". Informovala o tom agentura Reuters.

Venezuelská armáda poprvé zaútočila na tábor gerilové organizace ELN

Venezuelská armáda poprvé zaútočila na tábor kolumbijské povstalecké organizace Vojsko národního osvobození (ELN). Agentuře AFP to v noci na dnešek potvrdila nevládní organizace Fundaredes. K útoku došlo v pátek ve venezuelském pohraničním státě Apure, kde podle agentury AFP při bombardování zemřelo několik lidí. Venezuelská vláda se k tomu zatím nevyjádřila.

Trump tvrdí, že USA zničily většinu íránských vojenských kapacit

Spojené státy už zničily velkou část íránských vojenských kapacit, stále ale musí zasáhnout jeden či dva zbývající cíle, včetně předpokládaného jaderného zařízení známého jako Pickaxe Mountain (persky Kúh-e Kolang Gáz Lá). V noci na dnešek to podle agentury AFP řekl americký prezident Donald Trump. Zároveň uvedl, že jednání s Íránem o ukončení války pokračují, podle něj ale Teheránu nelze příliš důvěřovat.

Česká ekonomika zpomaluje. Růst klesl na 1,6 procenta, domácnosti ale dál utrácejí

Česká ekonomika ve třetím čtvrtletí letošního roku meziročně vzrostla o 1,6 procenta. Tempo hospodářského růstu tak zpomalilo na nejnižší úroveň za poslední dva roky. Ve srovnání s předchozím čtvrtletím však ekonomika rostla o 0,5 procenta, především díky spotřebě domácností a zahraničnímu obchodu. Slabší výsledky naopak zaznamenaly zpracovatelský průmysl a stavebnictví.

Evakuovaní z ukrajinského města Olešky dorazili na území kontrolované Ukrajinou

Evakuovaní obyvatelé ukrajinského města Olešky, které okupují ruské síly, dnes dorazili na území kontrolované Ukrajinou. Oznámil to ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Zároveň poděkoval Spojeným státům a americké první dámě Melanii Trumpové za jejich zprostředkovatelskou roli. Agentura AFP napsala, že její novinář viděl, jak evakuovaní vystupují z autobusu a jak je na místě, jehož poloha z bezpečnostních důvodů podléhá utajení, vítají jejich blízcí.

Íránský nejvyšší duchovní Chameneí varoval USA před obnovením bojových operací

Íránský duchovní vůdce Modžtaba Chameneí dnes nařídil ozbrojeným silám reagovat na hrozby okamžitě a bez geografických omezení, píše agentura Reuters s odkazem na prohlášení zveřejněné na platformě Telegram. Podle agentury AFP se jedná o otevřené varování Spojeným státům, aby neobnovovaly bojové operace proti Íránu.

Papež Lev XIV. odvolil ve volbách do amerického kongresu. Stalo se tak vůbec poprvé

Papež Lev XIV. prostřednictvím korespondenčního hlasování odvolil v amerických volbách do Kongresu. Informoval o tom v pátek Vatikán. Podle dostupných informací jde o vůbec první známý případ, kdy úřadující hlava katolické církve hlasovala v politických volbách.

USA schválily prodej 500 raket Patriot Ukrajině. Kyjev však může na dodávky čekat roky

Spojené státy schválily prodej 500 protiletadlových raket Patriot Ukrajině, která je naléhavě potřebuje k obraně před sílícími ruskými vzdušnými útoky. Zakázku za 2,1 miliardy dolarů (necelých 46 miliard korun) zaplatí evropští a kanadští spojenci Kyjeva. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj však upozornil, že dodání raket může trvat několik let, zatímco jeho země je potřebuje okamžitě.

ANALÝZA: Putin buduje mocenskou síť napříč Afrikou. Ukrajina našla způsob, jak jeho vliv oslabovat

Válka mezi Ruskem a Ukrajinou už dávno nepřekračuje hranice pouze evropského kontinentu. Zatímco Moskva rozšiřuje vojenský a politický vliv v Africe, Kyjev vysílá své specialisty do oblastí, kde působí ruské jednotky. Ukrajinští operátoři dronů pomáhají povstalcům v Mali a další vojáci působí v Libyi. Afrika se tak stává dalším prostorem soupeření obou zemí, v němž jde o vojenskou převahu, nerostné bohatství i mezinárodní spojenectví.

Polskem otřásá spor o ústavní soud. Prezident Nawrocki dorazil přímo na místo

Polský prezident Karol Nawrocki vstoupil do budovy ústavního soudu. Uvedl to šéf prezidentské kanceláře Pawel Szefernaker. Budovu, v níž je shromážděna část soudců, hlídá kordon policistů. Nawrocki se kvůli krizi kolem ústavního soudu v pátek pozdě večer vrátil do země.

První veřejné prohlášení po zpackané popravě. Probudila jsem se zmatená a v bolestech, říká Christa Pike

Američanka Christa Pike, která v září přežila pokus o popravu smrtící injekcí, poprvé veřejně promluvila o svém zdravotním stavu. Padesátiletá žena odsouzená za brutální vraždu z roku 1995 podle svých slov stále trpí silnými bolestmi a psychickými následky. Úřady státu Tennessee mezitím vyšetřují, proč poprava selhala.

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.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama