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

Krym, jenž se potýká s nedostatkem pohonných hmot, vyhlásil nouzový stav

Moskvou dosazený šéf anektovaného Krymu Sergej Aksjonov vyhlásil na poloostrově nouzový režim, který má podle něj pomoci řešit otázky ekonomického charakteru. Konkrétní důvody nesdělil. Stanice BBC na svém ruskojazyčném webu připomněla, že Krym po útocích ukrajinských dronů zažívá palivovou krizi, kterou v posledních dnech prohloubily výpadky v dodávkách proudu. Ukrajina se už pátým rokem brání ruské vojenské invazi, v poslední době zintenzivnila své vzdušné útoky na ruské cíle.

Jihokorejská bývalá první dáma Kim Kon-hi dostala sedm let za úplatkářství

Jihokorejský soud dnes uložil bývalé první dámě Kim Kon-hi sedm let vězení za přijímání drahých darů výměnou za zprostředkování pracovních míst a obchodních výhod, informovala agentura Jonhap. Podle agentury Reuters má také zaplatit pokutu 64,8 milionů wonů (přes 896.000 Kč) a přijít o všechny přijaté dary. Třiapadesátiletá Kim si už odpykává čtyřletý trest za manipulaci s akciemi a za korupci. Její manžel, exprezident Jun Sok-jol, zase dostal doživotí za předloňské vyhlášení stanného práva.

Král Karel III. nebude bydlet v Buckinghamském paláci

Král Karel III. se po dokončení rozsáhlé rekonstrukce Buckinghamského paláce nepřestěhuje do jeho obytných prostor. S královnou Camillou zůstane v nedalekém Clarence House, zatímco palác má dál sloužit hlavně jako ceremoniální a pracovní centrum monarchie a více se otevřít veřejnosti.

Počet utonulých při vlně veder ve Francii vzrostl na 55

Počet utonulých ve Francii, kteří se v současné vlně veder chtěli osvěžit koupáním, vzrostl na 55, uvedla dnes podle agentury AFP ministryně sportu Marina Ferrariová. Pařížská policie dnes vyzvala organizátory hudebního festivalu Solidays, pochodu hrdosti na podporu komunity LGBT+ a sportovních akcí, aby je kvůli panujícím vedrům zrušily. Organizátoři pochodu Paris Pride posléze oznámili, že jej odkládají.

Ceny ropy se dočasně vrátily na předválečnou úroveň. Ohrožuje je přetrvávající nejistota

Ceny ropy klesly na předálečnou úroveň, než zase mírně vzrostly. Celkově však ceny pokračují v poklesu. Hormuzským průlivem proplouvá stále více lodí. Jednání o finální mírové dohodě pokračují, ale provází je napětí a neshody. Kromě toho došlo k útoku na plavidlo nedaleko ománského pobřeží, což přimělo Mezinárodní námořní organizaci (IMO) dočasně pozastavit evakuační plán v Hormuzském průlivu.

Japonsko kvůli dvěma blížícím se tropickým bouřím zrušilo přes 200 letů

Japonsko dnes kvůli dvěma blížícím se tropickým bouřím zrušilo přes 200 letů a desítky vlakových spojení a doporučilo lidem evakuovat se z některých oblastí, kde hrozí povodně a sesuvy půdy. Nevlídné počasí zasáhlo také Tchaj-wan, kde byly evakuovány stovky lidí a nejezdí některé vlaky, napsaly agentury AFP a Reuters.

Včelí královny nevznikají jen díky mateří kašičce

Včely medonosné patří mezi nejvýznamnější opylovače na světě a jejich role je zásadní pro fungování přírodních ekosystémů i zemědělské krajiny. Nový výzkum nyní odhalil, že vznik včelí královny je mnohem složitější proces, než se dosud předpokládalo. O její budoucnosti nerozhoduje pouze potrava, ale také prostředí, které pro ni vytváří celé včelstvo.

Soud uložil doživotní trest muži, který zaútočil na vánoční trhy v Magdeburku

 Na doživotí poslal dnes německý soud do vězení saúdskoarabského lékaře, který předloni v prosinci zaútočil na vánoční trhy v Magdeburku. Jednapadesátiletý Tálib Abdalmuhsin zabil při zběsilé jízdě po magdeburském hlavním náměstí šest lidí a přes 300 dalších zranil.

Soud nařídil odtajnit další Epsteinovy spisy, včetně výpovědi proti Trumpovi

Federální soud ve Washingtonu nařídil americkému ministerstvu spravedlnosti, aby buď zveřejnilo dosud začerněné části spisů týkajících se zesnulého sexuálního delikventa Jeffreyho Epsteina, nebo vysvětlilo, proč tak nemůže učinit. Okresní soudce Emmet Sullivan tak reagoval na žalobu nezávislé novinářky Katie Phang, která se kauzou dlouhodobě zabývá.

OSN pozastavila evakuaci v Hormuzském průlivu poté, co byla jedna nákladní loď napadena

OSN pozastavila evakuaci lodí z Hormuzského průlivu poté, co jedna nákladní loď hlásila zásah projektilem u pobřeží Ománu. Incident znovu vyvolal obavy o bezpečnost klíčové námořní trasy i o křehkou dohodu, která má ukončit válku mezi USA a Íránem.

Stovky lidí uvězněných v troskách. Venezuelu zasáhlo nejsilnější zemětřesení za více než sto let

Silné zemětřesení ve Venezuele si vyžádalo nejméně 188 obětí a přes 1 500 zraněných. Záchranáři dál pátrají po stovkách lidí uvězněných pod troskami a úřady očekávají, že počet mrtvých ještě poroste.

Nejvyšší soud USA umožnil zrušit ochranu migrantů z Haiti a Sýrie

Americký nejvyšší soud umožnil administrativě Donalda Trumpa ukončit dočasnou právní ochranu pro migranty z Haiti a Sýrie. Rozhodnutí se může dotknout stovek tisíc lidí, kteří do Spojených států odešli kvůli násilí, přírodním katastrofám nebo válce. Bez zvláštního statusu jim může hrozit deportace.

Britská influencerka obviněná z vraždy přítele v Dubaji. Hrozí jí zastřelení popravčí četou

Třiadvacetiletá britská influencerka Brooke George čelí ve Spojených arabských emirátech obvinění z vraždy svého partnera. V případě odsouzení jí podle tamních zákonů hrozí trest smrti. Na případ upozornila lidskoprávní organizace Detained in Dubai, která tvrdí, že žena jednala v sebeobraně během údajného domácího násilí.

Trump si řekl o 87 miliard dolarů. Nejvíce peněz dostane Pentagon

Bílý dům požádal Kongres o schválení balíčku ve výši 87,6 miliardy dolarů (asi 1,8 bilionu korun). Většina peněz bude použita na „naléhavé potřeby“ spojené s válkou s Íránem. Žádost přišla den poté, co Senát hlasoval pro symbolickou rezoluci o válečných pravomocích prezidenta USA coby vyjádření nesouhlasu s konfliktem na Blízkém východě.

Evropa se dusí. Současná vlna veder přitom jen tak neskončí

Velkou část Evropy od 19. června svírá úmorná vlna veder. Meteorologové přitom varují, že následující dny úlevu nepřinesou, napsal server Phys. Nejdramatičtější situace je ve Francii, kde musely školy upravit vyučování a domácnosti postihují výpadky proudu kvůli přetíženému elektrickému vedení. Ve Velké Británii i Francii se tento týden očekávají teploty kolem 40 stupňů Celsia.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama