Reklama
8 C
Czech
Neděle 15. března 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Chemikálie z přípravků proti blechám a pesticidů znečišťují britské řeky

V britských řekách se objevují pesticidy z farmářství i z běžných přípravků proti blechám pro domácí mazlíčky. Vědci varují, že koncentrace některých látek dosahují úrovní, které mohou vážně poškozovat vodní ekosystémy. Výzkum z Anglie i Walesu ukazuje, že chemikálie se do řek dostávají různými cestami a jejich dopady už jsou viditelné na populacích vodních živočichů.

ANALÝZA: Jak válka s Íránem ovlivní válku na Ukrajině

Ačkoli se to na první pohled nemusí zdát, konflikt na Blízkém východě může výrazně ovlivnit i válku na Ukrajině. Na Kyjev a Moskvu bude mít americko-izraelská válka s Íránem asymetrický vliv, negativní důsledky však pocítí obě strany.

Při ruském útoku na Kyjevskou oblast zemřeli nejméně čtyři lidé

Čtyři lidé zemřeli a nejméně 15 dalších utrpělo zranění při rozsáhlém ruském nočním vzdušném útoku na Kyjevskou oblast. Na síti Telegram o tom dnes ráno informoval šéf vojenské správy této oblasti Mykola Kalašnyk, který tak zvýšil původní bilanci. Ukrajinci pak podle ruských úřadů zasáhli rafinerii v Krasnodarském kraji na jihu Ruska.

Severní Korea odpálila asi deset balistických střel, dopadly do moře

Severní Korea dnes odpálila více než deset balistických střel, které dopadly do moře. Podle agentury Reuters to uvedla jihokorejská armáda. Střely byly odpáleny z oblasti blízko hlavního města Pchjongjang asi ve 13:20 místního času (5:20 SEČ). Japonská pobřežní stráž zaznamenala dopad balistické střely do moře mimo výlučnou ekonomickou zónu Japonska.

Soud zastavil vyšetřování šéfa americké centrální banky Jeroma Powella

Federální soudce ve Washingtonu zablokoval pokus amerického ministerstva spravedlnosti vyšetřovat šéfa centrální banky Jeroma Powella. Podle soudu vláda nepředložila žádné důkazy o trestném činu, přičemž vyšetřování sloužilo hlavně k politickému tlaku na snížení úrokových sazeb.

Masný průmysl se snaží zůstat mimo hlavní klimatickou debatu, ukázala zpráva

Potravinářský a zemědělský průmysl zodpovídají za značnou část emisí skleníkových plynů. Zároveň se snaží zůstat mimo hlavní klimatickou debatu. Upozornila na to zpráva komise EAT-Lancet Commission. Společnosti z tohoto odvětví se snaží před politiky ospravedlnit nárůst živočišné produkce. A vychází jim to.

Černý déšť dopadá na Teherán po útocích na ropná zařízení

Útoky na ropné sklady a rafinerii v okolí Teheránu vyvolaly masivní požáry a husté mraky kouře. Znečištění se promíchalo s deštěm a nad městem začal padat tzv. černý déšť. Odborníci i Světová zdravotnická organizace varují před vážnými zdravotními a ekologickými dopady, které mohou přetrvat dlouhé roky.

Manželka Bruce Willise zakládá fond na výzkum demence a podporu pečujících

Emma Heming Willis proměňuje osobní zkušenost v konkrétní pomoc. Manželka Bruce Willis oznámila vznik nového fondu, který se zaměří na výzkum frontotemporální demence i podporu lidí, kteří o nemocné každý den pečují. Z intimního rodinného boje tak vzniká veřejná iniciativa, která má pomoct i dalším rodinám.

Trumpova administrativa zvažuje oslabení ochrany kriticky ohrožené velryby

Americká vláda zvažuje změnu pravidla, které nutí lodě zpomalit v oblastech výskytu severoatlantské pravé velryby. Ochranáři varují, že by to mohlo ohrozit jeden z posledních zbytků tohoto druhu.

Při pádu tankovacího letounu v Iráku zahynuli čtyři američtí vojáci, další dva se pohřešují

Čtyři ze šesti členů posádky amerického tankovacího letounu KC-135 zahynuli při čtvrteční havárii stroje na západě Iráku. Pátrání po zbývajících dvou pokračuje, přičemž okolnosti incidentu vyšetřuje americká armáda. Letadlo bylo nasazeno v operacích Spojených států proti Íránu, které začaly 28. února.

Íránské revoluční gardy hrozí, že tvrdě zakročí proti případným demonstrantům

Íránské revoluční gardy dnes varovaly, že reakce na případné protivládní protesty bude tvrdší než v lednu, kdy byly zabity tisíce lidí, píše agentura AFP. Prohlášení přichází v době pokračujících americko-izraelských úderů na Írán, na které Teherán reaguje útoky na Izrael a na americké základny na Blízkém východě. Podle organizace NetBlocks, která monitoruje kybernetickou bezpečnost a přístup k internetu, je v Íránu internet zablokovaný už 14 dní.

Teroristický režim v Íránu naprosto ničíme, napsal na síti Trump

Spojené státy naprosto ničí teroristický režim v Íránu - vojensky, ekonomicky i jinak. Na své síti Truth Social tak zrekapituloval dosavadní vývoj americko-izraelské války proti islámské republice americký prezident Donald Trump. Ve svém příspěvku v noci na dnešek uvedl, že je mu "ctí zabíjet vyšinuté šmejdy", tedy vysoké představitele íránského teokratického režimu, a postěžoval si přitom na obraz války v části amerických médií.

Bessent: Dočasně rušíme sankce na ruskou ropu

Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa ve čtvrtek dočasně zrušila sankce uvalené na ruskou ropu naloženou na tankerech na moři ve snaze stabilizovat světové trhy s energií, uvedl americký ministr financí Scott Bessent. Rusko z toho podle něj finančně těžit nebude. Ceny ropy mírně klesly.

Ruský dron zasáhl budovu knihovny v Černihivské oblasti

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na centrum města Novhorod-Siverskyj v ukrajinské Černihivské oblasti a zasáhlo budovu knihovny. S odvoláním na místní vojenskou správu to napsal server Ukrajinska pravda. Cílem ruského útoku se znovu stala přístavní infrastruktura na jihu Ukrajiny. Ukrajinské drony útočily ve městě Něvinnomyssk ve Stavropolském kraji na jihu Ruska, vyplývá z hlášení úřadů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama