-10.5 C
Czech
Úterý 20. ledna 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

Tři američtí kardinálové zpochybnili morální základ americké zahraniční politiky

Tři nejvyšší představitelé katolické církve v čele amerických arcidiecézí vydali v pondělí ostré prohlášení, ve kterém varují, že „morální role“ Spojených států ve světě je poprvé za několik desetiletí vážně zpochybňována.

Sydney hlásí tři útoky žraloka během 24 hodin. Nejméně dva lidé zraněni

Sydney se během necelých 24 hodin potýkalo se třemi incidenty se žraloky, při nichž byli nejméně dva lidé vážně zraněni. Úřady v reakci na události uzavřely některé pláže a vyzvaly veřejnost k maximální opatrnosti.

Británie vsadila na rekordní rozvoj větrné energie na moři

Velká Británie udělala zásadní krok směrem k čistší energetice. Vláda schválila rekordní objem nových offshore větrných projektů, které mají výrazně změnit podobu výroby elektřiny. Rozhodnutí ale vyvolává nejen naděje, ale i pochybnosti.

Zemřel herec a moderátor Mojmír Maděrič

Herecký svět přišel o výraznou osobnost. Ve věku 70 let zemřel Mojmír Maděrič, herec, dabér a moderátor, kterého diváci znali z divadla, televizních seriálů i oblíbených pořadů o vaření. Za sebou zanechal pestrou kariéru i silnou stopu v české kultuře.

Česko letouny L-159 Ukrajině neprodá. Armáda je potřebuje, uvedl Babiš

Česko neprodá letouny L-159 Ukrajině. Novinářům to po jednání lídrů stran vládní koalice řekl předseda SPD Tomio Okamura s tím, že tak rozhodla koalice. Premiér Andrej Babiš (ANO) později na tiskové konferenci po jednání vlády řekl, že koalice o věci nerozhodovala, pouze konstatovala, co jí řekl ministr obrany Jaromír Zůna (za SPD). Armáda podle Babiše letadla potřebuje.

KOMENTÁŘ: Cla, cla, cla. Trump graduje obchodní válku a v USA pořád neví, jestli může

Už je to rok, co se Donald Trump vrátil do Bílého domu a započal své celní tažení. I když prezident rozkazuje o uvalení dalších a dalších cel s velkou jistotou, soudy v USA stále nemají jasno o tom, jestli je to legální. Podle kritiků si Trump zákon ohýbá. Nejvyšší soud má ve věci rozhodnout brzy, teoreticky tento týden.

Japonská premiérka Takaiči v pátek rozpustí parlament, volby budou 8. února

Japonská premiérka Sanae Takaiči dnes oznámila, že v pátek rozpustí dolní komoru parlamentu a vyhlásí předčasné volby. Informovaly o tom tiskové agentury. O jejím záměru se diskutovalo už minulý týden, kvůli čemuž dvě opoziční strany utvořily nový subjekt. Favoritkou voleb, které se uskuteční 8. února, podle médií ale zůstává Takaiči.

Trump ohrožuje své vlastní obchodní dohody

Americký prezident Donald Trump oznámil zavedení desetiprocentního cla na dovoz z Dánska, Norska, Švédska, Finska, Francie, Německa, Nizozemska a Spojeného království s tím, že pokud nepřipadne do 1. června Grónsko Spojeným státům, tak vzroste na 25 procent. To může vést k bolestivým protiopatřením ze strany Evropy a škodám na obou ekonomikách.

Vládní SPD je podle Okamury proti prodeji letounů L-159 Ukrajině

Vládní hnutí Svoboda a přímá demokracie (SPD) včetně ministra obrany Jaromíra Zůny (za SPD) je proti prodeji letounů L-159 Ukrajině. Novinářům to před dnešním zasedáním koaliční rady řekl předseda SPD a Sněmovny Tomio Okamura. Letouny podle něj mají sice aktuálně nízkou zbytkovou hodnotu, ale jejich bojová hodnota je vysoká. Mnohem více peněz než prodej by také stálo pořídit náhradu, uvedl Okamura.

Napětí v Minnesotě trvá, lidé berou spravedlnost do vlastních rukou

Situace v Minnesotě je stále napjatá. Do demokraty ovládaného státu míří další agenti imigrační a celní správy (ICE), v pohotovosti na Aljašce je i 1500 vojáků v aktivní službě, připravených k nasazení do ulic. V minulém týdnu zde došlo k několika dalším protestům.

Ruský dronový útok podle úřadů poničil energetické objekty v Oděské oblasti

Ruské drony v noci na dnešek poškodily energetickou infrastrukturu v jihoukrajinské Oděské oblasti. Oznámil to dnes Oleh Kiper, šéf vojenské správy oblasti, která je opakovaně cílem ruských útoků. Jeden člověk utrpěl zranění.

Papež přijal prezidenta Pavla, budou hovořit o řešení konfliktů ve světě

Papež Lev XIV. přijal dnes dopoledne k audienci českého prezidenta Petra Pavla. S hlavou katolické církve bude prezident hovořit například o ruské agresi na Ukrajině či o sexuálním zneužívání v církvi. Následně prezidenta čeká jednání se státním sekretářem kardinálem Pietrem Parolinem.

Srážka dvou rychlovlaků ve Španělsku, nejméně 21 mrtvých

Tragédie na jihu Španělska v neděli večer ochromila dopravu v okolí Córdoby. V blízkosti obce Adamuz se srazil vysokorychlostní vlak, který vykolejil, s dalším spojem v protisměru. Policie potvrdila nejméně 21 mrtvých a desítky zraněných.

Velvyslanci států EU v Bruselu jednají o Trumpových hrozbách, řeší další kroky

V Bruselu začalo v sobotu narychlo svolané jednání velvyslanců členských států Evropské unie. Mimořádné zasedání se koná v reakci na oznámení amerického prezidenta Donalda Trumpa o zvýšení amerických cel vůči několika evropským zemím jako součásti jeho snahy získat pro Spojené státy Grónsko.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama