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

Maďarsko je ve sporu s Ukrajinou kvůli fóru Karpatská osmička a kvůli ropě

Mezi Ukrajinou a Maďarskem propuklo nové diplomatické napětí. Kyjev podle Budapešti bez jejího souhlasu zařadil Maďarsko mezi členy nového regionálního fóra nazvaného „Karpatská osmička“. Ukrajinský ministr zahraničí Andrij Sybiha následně obvinil maďarského premiéra Pétera Magyara, že navazuje na politiku svého předchůdce Viktora Orbána.

Brad Pitt se vrací jako Cliff Booth. Nový trailer ukazuje Hollywood plný zločinu

Brad Pitt znovu hraje kaskadéra Cliffa Bootha, za kterého získal Oscara ve filmu Tenkrát v Hollywoodu. Nový snímek The Further Mis-Adventures of Cliff Booth představuje trailer a termíny premiéry. Scénář napsal Quentin Tarantino, režii tentokrát převzal David Fincher. Příběh zavede diváky do Los Angeles roku 1977.

G7 vyzvala Írán, aby přestal vyzbrojovat Hútíe. Teherán to popírá

Írán musí ukončit vojenskou podporu a vyzbrojování jemenských povstalců Hútíů, uvedli ve společném prohlášení ministři zahraničí skupiny G7 před Valným shromážděním OSN v New Yorku. Dále odsoudili útoky rebelů na Saúdskou Arábii.

Globální oteplování narušuje klimatickou vazbu mezi dvěma oceány

Tichý a Indický oceán se po staletí navzájem ovlivňovaly. Když se měnila teplota vody nebo proudění vzduchu nad Tichým oceánem, podobné změny zpravidla následovaly také v Indickém oceánu. V posledních desetiletích však toto propojení slábne a oba oceány se začínají chovat odlišně. Současná změna je výraznější než narušení způsobená silnými sopečnými erupcemi v minulosti. Vědcům proto může ztížit předpovídání srážek a dalšího vývoje klimatu v tropických oblastech. tropických oblastech.

Mamdani chce novou čtvrť v Queensu. S Trumpem dohodl další jednání

Americký prezident Donald Trump a newyorský starosta Zohran Mamdani chtějí posunout jednání o rozsáhlém bytovém projektu v Queensu. V lokalitě Sunnyside Yards by mohlo vzniknout až 12 tisíc bytů. Při pondělní schůzce v rezidenci Gracie Mansion probírali také vysoké životní náklady a situaci přistěhovalců.

Historická dohoda: Paramount může odkoupit Warner Bros. Discovery

Filmové studio Paramount má volné ruce v otázce převzetí Warner Bros. Discovery. Uzavřel totiž dohodu s americkými státy, které ji dříve blokovaly v obavách o spravedlivou hospodářskou soutěž. Fúze dá vzniknout jednomu z největších mediálních koncernů světa.

Při ruských útocích na průmyslové podniky na Ukrajině zahynuli čtyři lidé

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na průmyslové podniky v Dněpropetrovské oblasti. Zasáhlo Kryvyj Rih, Pavlohrad a Dnipro, ohlásil na telegramu šéf oblastní vojenské správy Oleksandr Hanža. Zahynuli čtyři lidé, šest utrpělo zranění. Podle ukrajinských vzdušných sil byla hlavním cílem dalšího rozsáhlého ruského útoku kromě Dněpropetrovské také Kirovohradská a Poltavská oblast. Ruská armáda odpálila proti Ukrajině mimo jiné střely Oniks, Iskander a Kalibr. Ministerstvo obrany v Moskvě uvedlo, že terčem útoků na Ukrajině byly metalurgické, chemické, zbrojní a teplárenské podniky, objekty přístavní infrastruktury a námořní lodě dodávající materiál ukrajinským ozbrojeným silám. Naopak v ruské Samarské oblasti ukrajinský útok podle úřadů zabil jednoho člověka a čtyři další zranil.

Británie vstoupí do války s Hútíi. Saúdům pomůže s tankováním letadel

Velká Británie poskytne omezenou a dočasnou leteckou podporu Saúdské Arábii. Po dobu několika týdnů bude saúdské stíhačky podporovat při doplňování paliva letoun RAF Voyager. Během letu na Valné shromáždění OSN v New Yorku to novinářům řekl britský premiér Andy Burnham.

Při střelbě u střední školy v Turecku utrpělo zranění osm studentů

Nejméně osm studentů utrpělo zranění při střelbě u střední školy na západě asijské části Turecka. Uvedla to turecká soukromá televize NTV, podle níž je stav dvou raněných kritický. Střelec, podle médií také student, byl zadržen, napsala agentura Reuters s odkazem na úřad místního guvernéra. Motiv útoku není bezprostředně jasný.

Německá ekonomika ztrácí tempo. Inflace zůstává zvýšená

Oživení největší evropské ekonomiky během léta zpomalilo. Německé hospodářství má ve třetím čtvrtletí růst jen mírně, zatímco inflace zůstává kvůli dražším energiím zvýšená. Situaci navíc komplikují nízké hladiny řek, slabší export a další růst nákladů.

Hútíové útočí na tepnu Jemenu. Chtějí získat ropu a odříznout vládu

Jemenští povstalci Hútíové po bleskové ofenzivě ovládají část pobřeží Rudého moře, čímž posílili svůj vliv v průlivu Báb-al-Mandab. Jejich vojenská kampaň nyní vstupuje do nové fáze. Jejich cílem je odříznout vládní síly v centrální části Jemenu. Dochází k tomu v době, kdy americký prezident Donald Trump odvolal plánovanou vzdušnou podporu.

Studentům Stanfordu soud zruší obvinění za propalestinský protest

Pět současných a bývalých studentů Stanfordovy univerzity už nebude čelit trestnímu stíhání kvůli propalestinskému protestu z roku 2024. Případ, který patřil k nejzávažnějším trestním řízením spojeným s tehdejší vlnou univerzitních demonstrací v USA, končí dohodou o veřejně prospěšných pracích a náhradě škody.

Východní Japonsko minul silný tajfun, sesuvy půdy si vyžádaly nejméně dva mrtvé

Silný tajfun Dujuan se dnes přiblížil k tichomořskému pobřeží Japonska a minul metropolitní oblast Tokia. Východní část ostrovního státu ohrožuje přívalový déšť, silný vítr a zvýšené riziko povodní a sesuvů půdy. Ty si podle úřadů už vyžádaly nejméně dva lidské životy, řada dalších lidí se pohřešuje. Informovaly o tom agentury Reuters a Kjódó s odvoláním na japonské meteorology a úřady.

Volby do ruské Dumy podle očekávání ovládlo vládnoucí Jednotné Rusko

První parlamentní volby, které se v Rusku konaly během války proti Ukrajině, podle očekávání ovládla vládnoucí strana Jednotné Rusko. Vyplývá to z výsledků po sečtení více než 95 procent hlasů. Jednotné Rusko podporující šéfa Kremlu Vladimira Putina získá zřejmě 355 poslaneckých mandátů z celkových 450, oznámila šéfka ústřední volební komise Ella Pamfilovová. Podle agentur AFP a RIA Novosti je to dosavadní rekord této strany, která politický život v Rusku ovládá více než 20 let. Kvůli tomu, že se hlasování nesměla zúčastnit skutečná opozice a v zemi je tvrdě potlačována svoboda tisku i projevu, jsou volby v zahraničí označovány za neférové a nedemokratické.

Švýcarsko přišlo o kapitána, Xhaka přiznal falešný očkovací certifikát

Švýcarská fotbalová reprezentace se v nejbližších zápasech musí obejít bez svého kapitána. Granit Xhaka přiznal, že si během koronavirové pandemie opatřil falešné potvrzení o očkování. Případem se zabývají úřady a zkušený záložník se po dohodě s vedením svazu nezúčastní nadcházejícího reprezentačního srazu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama