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

Británie rozšířila sankce proti Rusku. Zasáhnou osm lodí i šiřitele propagandy

Británie oznámila nový balík sankcí proti Rusku, který zahrnuje 23 osob a subjektů a osm lodí. Opatření mají omezit příjmy z vývozu plynu a zasáhnout prokremelské dezinformační sítě. Týkají se také lidí, které Londýn spojuje s mučením ukrajinských civilistů nebo převýchovou a vojenským výcvikem ukrajinských dětí.

Raketa SpaceX s čtyřčlennou posádkou odstartovala k Mezinárodní vesmírné stanici

Z Floridy dnes odstartovala raketa společnosti SpaceX se dvěma americkými astronauty, jedním kanadským astronautem a ruským kosmonautem. V rámci mise Crew-13 stráví šest měsíců na Mezinárodní vesmírné stanici (ISS). Informuje o tom agentura AP.

Útočník z letu flydubai prošel islamistickou radikalizací, tvrdí Netanjahu

Muž, který na letu flydubai z Dubaje do Tel Avivu pobodal kapitána a podle izraelských vyšetřovatelů se zřejmě pokusil s letadlem zřítit, měl za sebou islamistickou radikalizaci. Uvedl to izraelský premiér Benjamin Netanjahu. Vyšetřování ale stále pokračuje a definitivní motiv útoku zatím úřady neurčily.

Robinhood rozšiřuje možnosti obchodování s kryptem pro americké klienty

Robinhood rozšíří nabídku pro americké zákazníky o kryptoměnové kontrakty bez data vypršení. U bitcoinu a etheru umožní až desetinásobnou páku, která násobí potenciální zisky i ztráty. Firma zároveň představila AI agenty schopné analyzovat trh a provádět obchody podle pokynů uživatele.

Ledovce před očima mizí. Švýcarsko za pět let přišlo o pětinu ledu

Švýcarské Alpy zažívají další katastrofální rok. Ledovce letos ztratily 5,5 procenta a za pouhých pět let téměř pětinu objemu. Tání přitom krátkodobě zachraňuje zemi před nedostatkem vody. Zároveň ale ničí zásoby, na které se půda spoléhá během veder.

Státy EU finálně schválily přísnější pravidla pro návraty migrantů

Členské státy Evropské unie dnes finálně schválily zpřísnění migrační politiky EU, včetně možnosti zřizovat návratová centra v takzvaných třetích zemích pro migranty, kteří pobývají ve státech unie nelegálně. Nové návratové nařízení doplňuje migrační a azylový pakt a má zajistit rychlejší a efektivnější navracení neúspěšných žadatelů o azyl do zemí, odkud přišli. Informovala o tom Rada EU, která zastupuje členské státy.

Ropná past se zavírá. Írán nemůže vyvážet a Čína hledá jinde

Íránská ropa mizí z trhu, což drtí jeho ekonomiku. Není to ale problém jen Teheránu. Čína vyčerpává zásoby íránské ropy na moři a až nyní pociťuje ztrátu klíčového dodavatele. Musí se proto poohlížet po dražší ropě u jiných dodavatelů, což zvyšuje tlak na globální ceny. Írán navíc ztrácí kontrolu nad Hormuzským průlivem, což ho může demotivovat k uzavření dohody.

Pobřežní sekvoje při vysokých teplotách zpomalují fotosyntézu

Pobřežní sekvoje patří k nejvyšším stromům světa a běžně rostou v chladnějších oblastech kalifornského pobřeží. Nový výzkum ale ukazuje, že při vysokých teplotách výrazně zpomalují fotosyntézu. Problém se objevuje už při teplotách nad 30 stupňů Celsia a horko může omezit i jejich schopnost ukládat uhlík.

Žádní tlustí, trans a slaboši. Hegseth škrtá v americké armádě

Americký ministr obrany Pete Hegseth ve středu v projevu k nižším důstojníkům a velitelům na základně námořní pěchoty Quantico ve Virginii uvedl, že armáda Spojených států snížila počet svých generálů, admirálů a míst pro ně o 20 procent. Hegseth se ostře vyjádřil k woke ideologii a hovořil o „slaboších“. Kritici zase mluví o čistce a politizaci armády.

Rusko a Ukrajina v noci pokračovaly ve vzdušných útocích

Rusko v noci vyslalo na Ukrajinu 107 dronů, z nichž 87 zneškodnila protivzdušná obrana, uvedlo dnes ráno ukrajinské letectvo. Nepřátelské stroje podle něj zasáhly 11 blíže neupřesněných míst. Server Ukrajinska pravda píše o dvou zraněných kvůli ruskému úderu na obchodní centrum v Oděse a na Kyjev. Ruské ministerstvo obrany hlásí noční likvidaci 330 ukrajinských bezpilotních letounů, o škodách nebo obětech se nezmiňuje.

Linkin Park ukazují zákulisí svého návratu. Dokument Unshatter vstoupil do kin

Linkin Park přinášejí na filmová plátna příběh svého návratu po smrti zpěváka Chestera Benningtona. Dokument Linkin Park: Unshatter propojuje vzácné archivní záběry, rozhovory a koncertní vystoupení. Režie se ujal člen kapely Joe Hahn. Do českých kin snímek vstoupil ve středu 30. září.

Estonsko zakázalo tranzit ruského a běloruského obilí přes své území

Estonsko zakázalo tranzit ruského a běloruského obilí přes své území. Oznámil to dnes ministr zahraničí Margus Tsahkna na sociální síti X. Rozhodnutí zdůvodnil ruskou válkou proti Ukrajině a útoky na ukrajinské přístavy. Tallinn podle něj nebude pomáhat s financováním ruské invaze. Moskva ani její spojenec Minsk se zatím nevyjádřily. Podle agentury Reuters Rusko i Ukrajina hledají alternativy k trasám přes Černé moře, které narušily boje.

Vražedkyně Christa Pike přežila svou popravu. I po dvou smrtících injekcích je stále naživu

Poprava Christy Pike, která byla v Tennessee odsouzena k trestu smrti za vraždu devatenáctileté Colleen Slemmer, se ve středu večer nezdařila. Padesátiletá vražedkyně byla po podání dvou dávek smrtící látky převezena do nemocnice, uvedl její právník. O jejím stavu nejsou žádné informace.

Příměří jen na papíře. Izrael v Gaze dál útočí a obětí přibývá. Zemřel další novinář

Izrael téměř rok po uzavření příměří v Pásmu Gazy nepřestává s útoky. Při tom středečním zemřelo osm lidí včetně novináře. Lidé se kvůli úderům bojí chodit ven a zdravotnictví zde prakticky nefunguje.

Popravu Christy Pike zastavil soud necelé dvě hodiny před vykonáním trestu

Popravu padesátileté Christy Pike v americkém Tennessee zastavil odvolací soud necelé dvě hodiny před plánovaným vykonáním trestu. Pike měla být první ženou popravenou v tomto státě za více než 200 let. Soudci nyní chtějí znovu posoudit její tvrzení, že soud při ukládání trestu dostatečně nezohlednil sexuální zneužívání a další traumata, která prožila v dětství.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama