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

Osmnáctiletý Ukrajinec podle obvinění páchal v Polsku sabotáže ve prospěch Ruska

Polská prokuratura obvinila osmnáctiletého Ukrajince ze série sabotážních činů, které měl podle vyšetřovatelů páchat ve prospěch ruských tajných služeb. Jeho cílem mělo být vyvolání etnického napětí mezi Polskem a Ukrajinou prostřednictvím útoků na citlivá historická témata i přípravy akcí namířených proti polským představitelům.

Google bude muset v EU otevřít služby konkurenci v AI, rozhodla komise

Americká společnost Google ze skupiny Alphabet bude muset podle nových požadavků Evropské unie umožnit společnosti OpenAI i dalším konkurentům v oblasti umělé inteligence (AI) a internetových vyhledávačů přístup ke svým službám. Ve svém rozhodnutí o tom dnes informovala Evropská komise (EK). Opatření má zajistit dodržování pravidel, jejichž cílem je omezit v EU tržní sílu velkých technologických firem. Google s tím nesouhlasí.

Anglie proti Argentině doplatila na extrémní defenzivu

Anglie sahala po postupu do finále mistrovství světa, ale vedení proti Argentině neudržela. Po gólu Anthonyho Gordona se stáhla hluboko do obrany, čehož jihoamerický tým využil. Obrat dokonaly trefy Enza Fernándeze a Lautara Martíneze, zatímco statistiky po zápase ukázaly, jak výraznou převahu si Argentina po změně skóre vytvořila.

Ukrajina má nového premiéra, poslanci schválili Serhije Koreckého

Ukrajinský parlament dnes schválil Serhije Koreckého jako nového premiéra, oznámila média. Dosud byl Koreckyj šéfem energetické společnosti Naftohaz. Před hlasováním označil za klíčové priority obranu země před ruskou agresí, hospodářskou stabilitu a integraci do Evropské unie. Mezi klíčové úkoly zařadil i přípravu na příští zimu, která podle něj může být ještě těžší než ta minulá, s ustavičnými ruskými útoky na ukrajinská energetická zařízení a infrastrukturu.

Řecký ostrov Gyaros pomáhá zachránit jednoho z nejvzácnějších tuleňů světa

Řecký ostrov Gyaros býval symbolem věznění a vojenských cvičení. Dnes se ale proměnil v jedno z nejdůležitějších útočišť pro středomořského tuleně, který patří mezi nejohroženější mořské savce na světě. Přísná ochrana přírody přináší výsledky, zároveň ale vyvolává spory s rybáři.

Příznivější data z USA vytáhla bitcoin nad 65 tisíc dolarů

Bitcoin se po zhruba měsíci vrátil nad hranici 65 tisíc dolarů. Růst největší kryptoměny podpořila příznivější data o inflaci ve Spojených státech a obnovený příliv peněz do spotových bitcoinových fondů obchodovaných na burze. Kurz se však nad dosaženou úrovní neudržel.

Pogačar čelí na Tour de France bučení, odpůrce bere jako motivaci

Tadej Pogačar dál suverénně ovládá Tour de France a míří za pátým celkovým triumfem. Vedle obdivu ale jeho výkony vyvolávají i rostoucí frustraci části fanoušků. Někteří diváci už slovinského cyklistu během etap vypískali, on však tvrdí, že negativní reakce jen posilují jeho odhodlání.

Čína vyšetřuje zadrženého Čecha pro podezření z ohrožení státní bezpečnosti

Peking oznámil, že český občan zadržovaný v Číně je vyšetřován kvůli podezření z ohrožení státní bezpečnosti. Podle agentury Reuters to dnes uvedlo čínské ministerstvo zahraničí, podle kterého příslušné úřady postupují v souladu se zákonem. Čínská diplomacie zároveň kritizovala postup českých úřadů vůči čínským občanům a tvrdí, že české úřady na základě neopodstatněných obvinění zadržují čínského novináře. Peking takový přístup odmítá a čínské ministerstvo zahraničí vyzvalo českou stranu, aby dotyčnou osobu okamžitě propustila a plně ochránila její práva a zájmy. ČTK se snaží získat vyjádření českého ministerstva zahraničí.

Při ruském útoku na Kyjev jsou dva mrtví, ukrajinské drony útočily v Rusku

Nejméně dva mrtvé a několik zraněných si vyžádal ruský útok na Kyjev, informovaly dnes ukrajinské úřady. O obětech na životech informují po ukrajinských útocích i ruské úřady. Ukrajinské drony také zaútočily na ruské město Engels, oznámil gubernátor Saratovské oblasti. Námořní drony, tedy dálkově ovládané bezposádkové čluny, zasáhly v Černém moři dva tankery ruské stínové flotily, tvrdí ukrajinská tajná služba SBU.

USA uvalí na Brazílii 25procentní clo. Vyšetřování mělo odhalit nekalé obchodní praktiky

Spojené státy oznámily, že zavedou cla ve výši 25 procent na některé zboží dovážené z Brazílie. Ukončily tím rok trvající vyšetřování obchodních praktik této latinskoamerické země. Americký ministr zahraničí Marco Rubio upozornil, že brazilská vláda s tou americkou nejednala v dobré víře. Brazilský vládní úředník pohrozil odvetnými opatřeními.

Kuvajt odrážel drony z Íránu, ten hlásil útoky i zásah základny v Jordánsku

Kuvajtská armáda dnes v noci odrážela útoky bezpilotních letounů z Íránu, zatímco v Bahrajnu se rozezněly sirény varující před leteckým útokem. O nových zásazích na svém území i úderech na základny v Kuvajtu a Jordánsku v noci na dnešek informoval také Írán, a to po dalším americkém úderu proti tomuto státu. Napsaly to agentury.

USA zavedou povinné testy testosteronu. Týkat se budou vojáků nad 30 let

Americký ministr obrany Pete Hegseth představil plán zaměřený na kontrolu hladiny mužského hormonu testosteronu u vojáků starších 30 let. Cílem je zajistit jejich perfektní zdraví a výkonnost. Zda bude opatření platit i pro ženy, případně zda vojačky budou podstupovat screening estrogenu, není jasné.

Čínská ekonomika výrazně zpomalila. Nad vodou ji drží vývoz

Čínská ekonomika ve druhém čtvrtletí rostla nejpomaleji od konce roku 2022. Zatímco vývoz dál těží z poptávky po elektromobilech a technologiích spojených s umělou inteligencí, spotřeba a investice zůstávají slabé.

U Libye se převrátila loď s migranty, nejméně 50 lidí se pohřešuje

Dřevěná loď s přibližně 60 migranty se převrátila ve Středozemním moři u východního pobřeží Libye. Deset lidí se podařilo zachránit, nejméně 50 dalších včetně žen a dětí se pohřešuje.

Čína už dva roky zadržuje amerického seismologa a odborníka na jaderný program. Viní ho ze špionáže

Americký seismolog čínského původu Chen Youlin je už téměř dva roky zadržován v Číně, kde čelí obvinění ze špionáže. Jeho rodina nyní případ zveřejnila s tím, že nevidí žádné náznaky, že by se Peking chystal vědce propustit.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama