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

Coinbase propustí 14 procent zaměstnanců, připravuje se na éru AI

Kryptoměnová burza Coinbase propustí zhruba 700 zaměstnanců, tedy přibližně 14 procent své globální pracovní síly. Firma krok zdůvodnila snahou snížit náklady, zjednodušit provoz a připravit se na období, kdy větší část práce převezmou nástroje umělé inteligence. K propouštění sáhla v době, kdy se burzy digitálních aktiv potýkají se slabší obchodní aktivitou po poklesu kryptoměnových trhů z říjnového vrcholu.

Met Gala 2026 ovládly kostýmy, umění a návrat Beyoncé

Letošní Met Gala nabídla přesně to, co od módní události roku čekáme. Známá jména, odvážné šaty a modely, o kterých se bude ještě dlouho mluvit. Téma večera dalo celebritám prostor ukázat fantazii i odvahu.

Policie vyšetřuje další žhářský útok v Londýně, cílil na bývalou synagogu

Britská policie vyšetřuje další žhářský útok, zaměřený tentokrát proti bývalé synagoze na východě Londýna, informovaly dnes agentury Reuters a AFP. Požár podle policie způsobil pouze malé škody a nikdo nebyl zraněn. Britský premiér Keir Starmer svolal kvůli sérii antisemitských útoků v hlavním městě schůzi, na níž přislíbil, že pokusy Íránu či jakékoliv další země, která může usilovat o destabilizaci britské společnosti, nebude tolerovat.

Ropa po prudkém růstu cen zlevnila, pokles nicméně brzdí boje v Hormuzu

Světové ceny ropy po pondělním nárůstu v úterý začaly klesat. Včera přitom Spojené státy spustily operaci, která má pomoci obnovit lodní dopravu přes Hormuzský průliv. Výraznějšímu zlevnění ovšem brání pokračující boje mezi USA a Íránem a obavy z narušení dodávek.

Raiffeisenbank mírně klesl zisk

Raiffeisenbank v Česku v prvním čtvrtletí mírně klesl čistý zisk. Banka vydělala 1,68 miliardy korun, což je meziročně o 0,6 procenta méně. Výsledek se liší od většiny velkých bank na trhu, kterým zisky letos spíše rostou.

Írán hrozí eskalací v Hormuzském průlivu

Hlavní íránský vyjednavač v rozhovorech se Spojenými státy Mohammad Bágher Ghálíbáf dnes na síti X varoval, že Teherán s konfrontací kolem Hormuzského průlivu ještě ani nezačal. Uvedla to agentura AFP. Situace kolem úžiny zůstává napjatá i přes příměří mezi Spojenými státy a Izraelem na jedné straně a Íránem na straně druhé.

Bitcoin překonal hranici 81 tisíc dolarů

Bitcoin se v úterním asijském obchodování dostal nad 81 tisíc dolarů a vystoupal na nejvyšší úroveň od konce ledna. Největší kryptoměna tak navázala na růst z posledních dnů, přestože trhy dál sledují napětí mezi Spojenými státy a Íránem.

Muž v Lipsku najel autem do lidí. Dva zabil, desítky zranil

V německém Lipsku vjel řidič autem do davu lidí v centru města. Incident, který podle předběžných závěrů vyšetřovatelů nemá politické ani náboženské pozadí, si vyžádal dvě oběti na životech. Dalších 22 lidí utrpělo zranění, z toho tři vážná.

Čína: Výbuch v továrně na pyrotechniku zabil desítky lidí

Při explozi v továrně na zábavní pyrotechniku v čínské provincii Chu-nan zahynuly desítky lidí a další desítky utrpěly zranění. K výbuchu došlo v areálu ve městě Liou-jang, které patří k hlavním centrům výroby pyrotechniky v Číně.

Ukrajina informuje o mrtvých a raněných po ruských útocích, dronům čelilo Rusko

Nejméně čtyři lidi zabily a 31 dalších zranily ruské drony a rakety během nočních útoků v Poltavské oblasti, oznámil náčelník tohoto ukrajinského regionu Vitalij Djakivnyč na sociální síti. Tři raněné hlásí záchranáři z okolí Kyjeva a další dva raněné z okolí města Černihiv na severu Ukrajiny. O dvou raněných po ruských útocích informoval šéf správy Dněpropetrovské oblasti Oleksandr Hanža. Náletům stovek ukrajinských dronů čelilo během noci i Rusko, kde úřady hlásí jednoho raněného.

S výletní lodí u Kapverd zdravotníci nově spojují sedm případů hantaviru

S výletní lodí u pobřeží Kapverdských ostrovů, kde se vyskytla nákaza hantavirem, lékaři nově spojují sedm možných případů. Uvedla to Světová zdravotnická organizace (WHO) s tím, že laboratorně potvrzené jsou zatím dva případy, napsala v noci na dnešek agentura Reuters. Tři lidé zemřeli a čtyři jsou nemocní, z nichž jeden je v kritickém stavu. Hantavirus je vzácné, ale potenciálně smrtelné onemocnění, které se šíří trusem infikovaných hlodavců.

Evropská komise řeší možné výpadky leteckého paliva

Evropská komise vydá tento týden pokyny pro letecké společnosti týkající se leteckého paliva, uvedla mluvčí Evropské komise Anna-Kaisa Itkonen. Výkonný ředitel Mezinárodní agentury pro energii v polovině dubna uvedl, že Evropa má podle něj zásoby leteckého paliva zhruba na šest týdnů. Komise má podle mluvčí plný přehled o tom, co se děje, a situaci koordinuje s jednotlivými členskými státy.

Muž podezřelý z otrávení dětských výživ obvinění popírá

Muž, který byl o víkendu zadržený v Rakousku pro podezření z otrávení dětských výživ značky HiPP, obvinění popírá. Informují o tom dnes rakouská média. Podle zpravodajského webu oe.at je zadrženým slovenský rodák žijící v Rakousku. Podle jeho právního zástupce jde o bývalého zaměstnance německé firmy.

Británie jedná o svém připojení k unijní půjčce Ukrajině

Británie by se mohla připojit k půjčce ve výši 90 miliard eur (2,2 bilionu Kč), kterou se chystá Evropská unie poskytnout Ukrajině. Britský premiér Keir Starmer dnes podle agentury AFP uvedl, že jeho vláda jedná o účasti Londýna na unijní půjčce Kyjevu, přičemž část peněz by mohla být vynaložena na pořízení britských zbraní. Ukrajina se už pátým rokem brání rozsáhlé ruské vojenské agresi.

Vědci mění plastový odpad na čisté palivo

Plastový odpad by v budoucnu nemusel končit jen na skládkách nebo v oceánech. Vědci z University of Adelaide zkoumají technologii, která ho pomocí slunečního záření dokáže přeměnit na vodík a další využitelné látky. Pokud se ji podaří převést z laboratoře do praxe, mohla by spojit řešení dvou problémů: znečištění plasty a hledání čistších zdrojů energie.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama