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

Bývalá vůdkyně Myanmaru Su Ťij se podle armády vrací do domácího vězení

Bývalou vůdkyni Myanmaru Aun Schan Su Ťij přesunula armáda z vězení do domácího vězení. Tento krok přichází po letech izolace, bez přímého kontaktu s rodinou. Není ale jasné, zda jde o skutečné uvolnění, nebo jen symbolické gesto.

Útočník na Židy v Londýně byl evidován v protiteroristickém programu, potvrdila policie

Muž podezřelý z antisemitského teroristického útoku v severním Londýně byl již dříve evidován v britském protiteroristickém programu Prevent. Potvrdila to britská policie.

Letadlová loď USS Gerald R. Ford opustí Blízký východ, vydá se zpět do USA

Americká letadlová loď USS Gerald R. Ford v příštích dnech vypluje z Blízkého východu a vydá se zpět do Spojených států. Sníží se tím vojenská přítomnost Američanů v regionu v době války s Íránem. S odvoláním na americké představitele to napsal deník The Washington Post (WP). Návrat je očekávanou úlevou pro zhruba 4500 námořníků, kteří na lodi strávili deset měsíců. Plavidlo se na moři potýkalo s řadou problémů a nutně potřebuje opravit.

Ukrajina požádá USA o podrobnosti ohledně ruského návrhu příměří

Ukrajina požádá tým amerického prezidenta Donalda Trumpa o vyjasnění podrobností ohledně ruského návrhu krátkodobého příměří. V příspěvku na síti X to dnes napsal ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Po telefonátech mezi americkým a ruským prezidentem zůstává mnoho otázek nezodpovězených, řekla dnes podle agentury Reuters šéfka diplomacie EU Kaja Kallas.

USA zvažují snížení počtu vojáků v Německu, uvedl Trump

Spojené státy zvažují možnost omezit počet amerických jednotek působících v Německu. Uvedl to ve středu americký prezident Donald Trump, podle něhož rozhodnutí padne ve velmi krátké době. Trump v úterý kritizoval německého kancléře Friedricha Merze za údajnou německou neochotu podpořit USA ve válce proti Íránu.

Fed nechal sazby beze změny. Je nejrozpolcenější od roku 1992

Americký Federální rezervní systém (Fed) je nejrozpolcenější od roku 1992. Rada guvernérů většinově hlasovala pro ponechání sazeb beze změny, čtyři její členové ale z různých důvodů hlasovali proti. Zatímco trh práce zůstává stabilní, obavy vzbuzuje rostoucí inflace kvůli válce v Íránu.

Svoboda médií ve světě je nejnižší za 25 let, uvedli Reportéři bez hranic

Svoboda médií ve světě je nejnižší za posledních 25 let, uvedla dnes v pravidelné zprávě mezinárodní nevládní organizace Reportéři bez hranic (RSF). Ve více než polovině ze 180 sledovaných zemí je podle ní situace médií obtížná nebo velmi vážná, zejména vlivem rozšiřování restriktivních zákonů. Česko si v žebříčku proti loňsku o jedno místo pohoršilo na 11. příčku.

Ruské drony zasáhly v noci na dnešek ukrajinskou Oděsu, zranily 18 lidí

Nejméně 18 zraněných si v noci na dnešek vyžádal útok ruských dronů na jihoukrajinské město Oděsa. Útok poškodil obytné budovy, informovala agentura Reuters s odvoláním na oficiální činitele. Byl to druhý ruský útok na Oděsu za tento týden.

Republikáni překreslují volební mapy. Ve hře jsou výsledky voleb

Republikáni se usilovně snaží překreslit mapy volebních obvodů ve svůj prospěch. Floridští zákonodárci schválili nový plán volebních obvodů pro nadcházející volby do Kongresu, které se uskuteční letos v listopadu, a Nejvyšší soud zrušil v Louisianě klíčové ustanovení zákona o volebních právech.

Izrael u Řecka zasáhl proti flotile plující do Gazy, zadržel asi 175 lidí

Izraelské ozbrojené síly zastavily flotilu s humanitární pomocí plující do Pásma Gazy a na palubě více než 20 lodí zadržely asi 175 lidí, které nyní odvážejí do Izraele. S odvoláním na vyjádření izraelského ministerstva zahraničí to píše agentura AFP.

Indické svátky sklizně čelí tlaku klimatu

Jaro v Indii tradičně hýří barvami, hudbou a tancem. Vesnice ožívají slavnostmi spojenými se sklizní. Letos se ale do radosti míchá nejistota. Počasí se mění a zemědělci to cítí na vlastní kůži.

Cena ropy vyskočila nejvýš od roku 2022

Cena ropy prudce roste a světové trhy začínají naplno počítat s tím, že konflikt kolem Íránu jen tak neskončí. Severomořská ropa Brent se dostala nad 122 dolarů za barel, tedy na nejvyšší úroveň od roku 2022. Důvodem je patová situace mezi Spojenými státy a Íránem a téměř uzavřený Hormuzský průliv, kterým běžně proudí významná část světové ropy.

Muž s nožem útočil v Londýně na členy židovské komunity, dva zranil

Útočník v severním Londýně pobodal dva členy židovské komunity, policie jej zadržela. Incident přišel po sérii žhářských útoků na židovské objekty v této oblasti.

Trump tlačí na Írán kvůli dohodě, zvažuje další možnosti

Americký prezident Donald Trump zvažuje další postup v oblasti Hormuzského průlivu, přičemž vyzval Írán k uzavření dohody. Pokračující blokáda ochromuje globální obchodní trasy i energetické trhy už dva měsíce.

Spojené arabské emiráty opouštějí ropný kartel OPEC

Spojené arabské emiráty po téměř šedesáti letech opouštějí OPEC. Rozhodnutí má začít platit 1. května a znamená citelnou ránu pro organizaci, která se dlouhodobě snaží ovlivňovat světové ceny ropy pomocí těžebních limitů. SAE byly jedním z jejích největších producentů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama