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

Po povodních v Nepálu se pohřešují už tři tisícovky lidí. 17 tisíc dětí potřebuje pomoc, hlásí UNICEF

Počet lidí pohřešovaných po ničivých povodních a sesuvech v Nepálu a sousední Číně vzrostl téměř na 3 000. Záchranáři zatím nalezli a vyprostili 633 těl. Pátrání po dalších přeživších v oblastech, které před několika dny zasáhl mohutný příval vody, ledu a trosek, pokračuje.

Při nočním ruském útoku v okolí ukrajinské Buči zahynulo 27 lidí

Při nočním ruském útoku na oblast kolem ukrajinského města Buča poblíž Kyjeva zahynulo nejméně 27 lidí. Dalších 42 lidí bylo zraněno. Z oblasti zasažené útokem se evakuuje více než 380 osob. Podle agentury Reuters to dnes uvedl šéf správy Kyjevské oblasti Tymur Tkačenko.

Írán se bude bránit novým americkým sankcím, uvedla vláda

Íránská vláda dnes podle agentury Tasním uvedla, že bude pevně čelit americkým sankcím a "americko-izraelskému spiknutí". Zopakovala, že diplomacie a obrana jsou pro Teherán dva neoddělitelné nástroje k ochraně národních zájmů a bezpečnosti. Vláda mimo jiné slíbila, že se zaměří na zlepšení životních podmínek Íránců. Chce omezit inflaci, vytvořit více pracovních míst, podpořit domácí výrobu a postupně snižovat závislost země na americkém dolaru.

Rostoucí teploty zesilují účinky El Niña, ukazuje nová studie

Klimatický jev El Niño, který pravidelně ovlivňuje počasí po celém světě, je podle nové studie stále intenzivnější. Vědci dospěli k závěru, že jej zesiluje globální oteplování způsobené spalováním fosilních paliv. Aktuálně se přitom v Tichém oceánu formuje mimořádně silná epizoda.

Matka obžalovaná ze smrti tří dětí čeká na verdikt poroty

Porota v Massachusetts zatím nedospěla k verdiktu v procesu s Lindsay Clancy, která čelí obžalobě v souvislosti se smrtí svých tří dětí. Klíčovou otázkou není samotný čin, ale to, zda byla v jeho okamžiku trestně odpovědná.

Plzeň otočila duel s Crvenou zvezdou a postoupila do Evropské ligy

Viktoria Plzeň předvedla mimořádný obrat a zajistila si místo v ligové fázi Evropské ligy. Proti Crvené zvezdě smazala tříbrankovou ztrátu z prvního utkání, doma zvítězila 5:1 po prodloužení a dvojzápas ovládla celkově 5:4. Rozhodující trefu zaznamenal střídající obránce Dávid Krčík.

USA chtějí odstřihnout egyptskou banku od dolarů kvůli vazbám na Írán

Spojené státy navrhly omezit přístup poboček egyptské banky Banque Misr ve Spojených arabských emirátech k americkému finančnímu systému. Washington je podezírá, že zprostředkovaly miliardové platby pro firmy napojené na íránské finanční sítě.

Trump: USA uzavřely ropnou dohodu s Venezuelou, zajistily si část jejích zásob

Spojené státy uzavřely ropnou dohodu s Venezuelou. Zajistily si tak většinovou kontrolu nad více než 65 miliardami barelů z prokázaných venezuelských zásob ropy. To odpovídá zhruba pětině celkových prokázaných ropných rezerv této latinskoamerické země. Oznámil to dnes americký prezident Donald Trump na své sociální síti Truth Social. Uvedl rovněž, že jde o největší ropnou dohodu ve světové historii. Prozatímní venezuelská prezidentka Delcy Rodríguezová dosažení dohody potvrdila. Dodala, že dohoda umožní výrazné zvýšení těžby ropy a přinese Venezuele rozsáhlé investice a daňové příjmy.

Zemřel ugandský král Oyo, nejmladší vládnoucí monarcha světa

Tradiční ugandský panovník Oyo Nyimba Kabamba Iguru Rukidi IV., který se ve světě proslavil jako nejmladší vládnoucí monarcha, zemřel ve věku 34 let. O jeho úmrtí informoval předseda vlády království Tooro v západní Ugandě.

Trump místo vojenských operací sází na sankce. Írán to podle expertů zlomit nemusí

Šest měsíců po zahájení americko-izraelských úderů proti Íránu je rychlé ukončení konfliktu v nedohlednu. Americký prezident Donald Trump omezil přímé vojenské eskalace a vsadil na sankce, blokádu a tlak na obchodní partnery Teheránu. Analytici však pochybují, že ekonomická válka Írán přiměje ke kapitulaci.

USA omezí odběr vody z vysychající řeky Colorado

Kalifornie, Nevada a Arizona budou muset v příštích dvou letech výrazně omezit odběr vody z řeky Colorado. Zásoby klíčové vodní tepny amerického západu dál klesají kvůli dlouhodobému suchu, rostoucím teplotám a nadměrné spotřebě.

Trump odmítá návrat k dohodě s Íránem. Sází na sankce a tlak na Teherán

Americký prezident Donald Trump podle zdrojů obeznámených se situací ztratil zájem obnovit červnovou prozatímní dohodu s Íránem. Washington chce místo toho dál utahovat ekonomické šrouby a přimět Teherán k ústupkům v otázce jaderného programu i znovuotevření Hormuzského průlivu.

Zemřel norský král Harald V., bylo mu 89 let

Po vleklých zdravotních problémech zemřel nejstarší evropský panovník, norský král Harald V., který byl od minulého pondělí v nemocnici v Oslu. Bylo mu 89 let. Oznámil to dnes podle agentur královský palác. Po jeho smrti se jeho syn Haakon VIII. stává novým norským králem.

Ukrajina a Rusko informují o mrtvých a raněných po nočních útocích

Noční ruské útoky zabily nejméně dva lidi v Dněpropetrovské oblasti na jihovýchodě Ukrajiny, uvedl šéf oblastní správy Oleksandr Hanža. V Chersonu ruský dron zabil 61letého muže, oznámil náčelník městské správy Jaroslav Šaňko. Ve městě Sumy ruské letecké bomby zabily stejně starého muže a zranily sedm lidí, uvedl náčelník regionální správy Oleh Hryhorov. Ruský dron ve městě Zmijiv u Charkova zabil ženu a zranil její dceru a další ženu, informovala prokuratura. Ruskem dosazená správa zase hlásí čtyři zraněné po dronovém útoku na obytný dům v Sevastopolu na okupovaném Krymu.

Katastrofa v Nepálu a Číně má už 472 obětí. Hrozí další ničivá povodeň

Jezero, které se vytvořilo po středečním sesuvu části ledovce na hranici mezi Čínou a Nepálem, dnes začalo přetékat. Hrozí další povodeň, která může zasáhnout oblasti, jež už před dvěma dny poničil příval vody, varovala čínská stanice CCTV. Čínské úřady přerušily záchranné práce v postižené oblasti. Stoupající hladiny řek už potvrdily také nepálské úřady, které rovněž přerušily záchranné práce, napsala agentura Reuters.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama