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

Francie nařídila evakuaci dalších sedmi obcí u Bordeaux kvůli požárům

Francouzské úřady v noci na dnešek nařídily preventivní evakuaci sedmi obcí v okolí Bordeaux kvůli rozsáhlým lesním požárům, které se k oblasti blíží. V těchto obcích žije přes 170.000 lidí, ale dvou z nich se evakuace týká jen částečně. Již k pátečnímu večeru se přitom podle úřadů v jihozápadní Francii muselo evakuovat 141.000 lidí. Dalších 60.000 lidí muselo kvůli požárům opustit domovy ve středním Španělsku.

Jemenští Húsíové tvrdí, že zaútočili na Saúdskou Arábii

Jemenští povstalečtí Húsíové dnes oznámili, že raketami zaútočili na Saúdskou Arábii. Několik hodin předtím slíbili odplatu za vzdušné údery na přístavní město Hudajdá, které Rijád provedl v pátek a při nichž byli podle Húsíů zraněni dva lidé. Podle agentury AFP tak dále eskaluje situace na nově otevřené frontě regionálního konfliktu, který začal v únoru americko-izraelskými údery na Írán.

V posunutém termínu se uskutečnila večeře korespondentů, přišel i Trump

V posunutém termínu se v pátek za zesílených bezpečnostních opatření uskutečnila slavnostní večeře Asociace korespondentů Bílého domu. Přišel i americký prezident Donald Trump. Akci před třemi měsíci narušil ozbrojený muž, takže Trump tehdy nestihl pronést projev. Informuje o tom agentura AP.

Loď Starship při zkušebním letu vynesla vylepšené satelity Starlink

Z texaského kosmodromu Starbase v noci na dnešek odstartoval raketový nosič Super Heavy s vesmírnou lodí Starship společnosti SpaceX. Loď vypustila 20 vylepšených satelitů Starlink a vrátila se na Zemi prakticky bez úhony, uvedla agentura Bloomberg.

John Cusack vyměnil film za komiks

John Cusack se v posledních letech před kamerou objevuje méně často. Herectví sice úplně neopustil, větší tvůrčí svobodu však našel při psaní své první grafické knihy.

Trump pohrozil EU dalšími cly kvůli pokutám pro Google

Obchodní napětí mezi Spojenými státy a Evropskou unií dál roste. Donald Trump oznámil vyšetřování evropských praktik namířených proti americkým technologickým firmám a pohrozil Bruselu dalšími cly.

Největší masná firma světa ruší cíl uhlíkové neutrality

JBS, největší producent masa na světě, ustoupil od svých dosavadních klimatických závazků. Ve výroční zprávě přestal uvádět plán dosáhnout uhlíkové neutrality do roku 2040 a zároveň vypustil dřívější cíl odstranit odlesňování ze svého domácího dodavatelského řetězce. Firma tvrdí, že mění přístup kvůli obtížné měřitelnosti emisí v zemědělství.

Blackstone spravuje aktiva za rekordních 1,35 bilionu dolarů

Americká investiční společnost Blackstone překonala očekávání analytiků a zvýšila objem spravovaných aktiv na nový rekord. K výsledkům jí pomohly investice spojené s umělou inteligencí, datovými centry i energetickou infrastrukturou.

Izraelská armáda oznámila přípravu na rozsáhlou operaci na Západním břehu

Izraelská armáda dnes odpoledne oznámila, že na Západním břehu připravuje rozsáhlou operaci, kterou označila za protiteroristickou, píše server The Times of Israel (ToI). Prohlášení přišlo po ranním incidentu u palestinské vesnice Till, kde při střelbě zahynuli čtyři Palestinci a dva izraelští vojáci.

Rumunská stíhačka sestřelila dron, který narušil vzdušný prostor země

Rumunská stíhačka F-16 dnes sestřelila dron, který narušil vzdušný prostor země, uvedl prezident Nicušor Dan. Podle ministerstva obrany se stroj zřítil hluboko v rumunském vnitrozemí.

Statisíce ukryté v pohovce. Soud dočasně zastavil vyšetřování jihoafrického prezidenta Cyrila Ramaphosy

Jihoafrický prezident Cyril Ramaphosa získal soudní ochranu před pokračováním parlamentního vyšetřování aféry známé jako Farmgate. Případ se týká stovek tisíc dolarů ukrytých v pohovce na jeho soukromé farmě. Soud nyní proces pozastavil do rozhodnutí o prezidentově žalobě proti dřívější zprávě vyšetřovacího panelu.

Trump uvalil nová cla na dovoz. Opatření zasáhlo většinu obchodních partnerů

Spojené státy od pátku uplatňují nová dovozní cla ve výši 10 až 12,5 procenta na zboží z přibližně šesti desítek obchodních partnerů, jak ve čtvrtek rozhodl prezident Donald Trump. Podle amerického obchodního zástupce se opatření týká zemí, které dohromady představují více než 99 procent dovozu do USA, tedy i Číny a evropských zemí.

Vědci upozorňují na nové hrozby pro opylovače

Úbytek opylovačů už dávno nesouvisí jen s úbytkem přirozeného prostředí, pesticidy nebo změnou klimatu. Do popředí se dostávají i dosud méně sledované hrozby, jako jsou mikroplasty, znečištění ovzduší, zbytky antibiotik nebo umělé osvětlení. Odborníci zároveň upozorňují, že právě včasné rozpoznání těchto rizik může výrazně pomoci při ochraně včel, čmeláků, motýlů i dalších druhů, na nichž závisí fungování ekosystémů i zemědělství.

Evropu sevře další tepelná kupole. Meteorologové už vědí, kdy udeří

Po extrémním horku v červnu ulevilo Evropě chladné osvěžení, kdy teploty na některých místech klesly na 15 až 18 stupňů. Nad Evropou se však má vytvořit další tepelná kupole. Extrémní horko aktuálně sužuje části jižní a západní Evropy. Meteorologové přitom očekávají, že vedro do střední Evropy dorazí příští týden.

Vance v ohrožení? Agent Tajné služby o něm vynesl citlivé informace

Internímu vyšetřování čelí agent Tajné služby přidělený americkému viceprezidentovi J. D. Vancovi. Je podezřelý z úniku citlivých informací o pohybu viceprezidenta a jeho rodiny. Tato osoba podle vyšetřování poskytla informace pro článek o frustraci agentů ve službě pro Vance.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama