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

Pákistán zabil 15 ozbrojenců při pokusu o průnik z Afghánistánu

Pákistánské bezpečnostní síly zabily 15 ozbrojenců, kteří se podle armády pokoušeli proniknout z Afghánistánu do Severního Vazíristánu. Přestřelka trvala přibližně 36 hodin a dál zvyšuje napětí mezi Islámábádem a Kábulem kvůli aktivitám pákistánského Tálibánu.

Nvidia kupuje Hugging Face za téměř 13 miliard dolarů

Nvidia se dohodla na převzetí platformy Hugging Face za 12,93 miliardy dolarů. Jedna z nejvýznamnějších služeb pro vývojáře a výzkumníky pracující s umělou inteligencí má i po dokončení obchodu zůstat otevřená modelům, cloudům a hardwaru různých poskytovatelů.

Pavel po setkání s arménským prezidentem ocenil snahu o menší závislost na Rusku

Prezident Petr Pavel po dnešním jednání s arménským prezidentem Vahagnem Chačaturjanem na Hradě ocenil snahu Arménie rozšiřovat ekonomické a bezpečnostní vztahy s dalšími zeměmi a snižovat závislost na Rusku. Řekl to dnes na tiskové konferenci novinářům. Prezidenti hovořili také o bezpečnostní situaci na jižním Kavkaze, vztazích Arménie s Evropskou unií a možnostech další bilaterální spolupráce.

Vítěz Maxa ligy získá před baráží více času na odpočinek

Vítěz Maxa ligy už nebude muset naskočit do baráže o extraligu téměř bez oddechu. Upravený program mu zajistí nejméně deset dnů na regeneraci a přípravu. Vedení soutěže tím chce zvýšit jeho šance proti odpočatému extraligovému soupeři.

Na firmu v Mnichově zaútočili žháři, motiv byl podle policie politický

Staveniště před sídlem technologické firmy v Mnichově se v noci na dnešek stalo terčem žhářského útoku. Podle mluvčího zemského kriminálního úřadu (LKA) policie případ vyšetřuje jako pokus o útok s politickým motivem. Policisté zadrželi dva podezřelé Bulhary. Firma Rohde & Schwarz, na kterou útok podle médií mířil, dodává zboží i ozbrojeným silám. Škoda vznikla jen malá, informoval web bavorského rozhlasu BR24.

Zemřela ikona amerického feminismu Gloria Steinem. Bylo jí 92 let

Ve věku 92 let zemřela americká novinářka, spisovatelka a feministická aktivistka Gloria Steinem, která se stala jednou z nejvýraznějších tváří hnutí za osvobození žen ve Spojených státech. Podle její nadace ve středu pokojně zemřela ve svém domě v New Yorku obklopena lidmi, kteří ji milovali.

Španělsko požádá EU o pomoc s ostrahou hranic v Ceutě, řekl jeho premiér

Španělsko požádá EU o pomoc při monitorování migrace u Ceuty, kam 30. července ilegálně vniklo z Maroka asi 72.000 lidí, řekl dnes ve španělském parlamentu premiér Pedro Sánchez. Podle deníku El País též zdůraznil, že jeho vláda neměla informace, že by mohl nastat tak masivní příchod migrantů do španělského města na severu Afriky. Sánchez také zdůraznil, že neexistují důkazy, že by tuto událost plánovalo či podpořilo Maroko. Řekl rovněž, že Ceutu v příštích týdnech navštíví španělský král Felipe VI.

Nizozemskou přesunulo zlato z USA a Kanady do Londýna. Připravuje se na všechno

Nizozemská centrální banka převedla více než čtvrtinu rezerv zlata ze Spojených států a Kanady, aby byla lépe připravena na krize uprostřed geopolitické nejistoty. Podle banky je toto zlato snáze obchodovatelné. Tento krok přišel v době prudkého růstu cen zlata.

Drony a rakety útočily napříč Ukrajinou, úřady hlásí mrtvé a desítky raněných

Jednoho mrtvého a osm raněných si vyžádal ruský útok na Dnipro, oznámil náčelník regionální správy Oleksandr Hanža. Ruský dron v Záporoží zabil muže a zranil ženu při útoku na civilní automobil, informoval náčelník oblastní správy Ivan Fedorov. Nejméně 17 lidí, včetně tří dětí, dnes utrpělo zranění při ruských vzdušných útocích na ukrajinské přístavní město Oděsa, napsal na sociální síti Telegram náčelník městské vojenské správy Serhij Lysak. O raněných informují i další ukrajinské regiony. Naopak jednoho mrtvého a čtyři raněné po útocích ukrajinské dronů hlásí úřady v Belgorodské oblasti na západě Ruska, o dvou raněných informovaly úřady v Moskevské oblasti.

Venezuela ještě není připravena na nové volby, řekl novinářům Trump

Venezuela ještě není připravená na nové volby, řekl ve středu novinářům podle stanice CNN americký prezident Donald Trump. Prohlásil to den poté, co venezuelský parlament schválil smlouvu, podle níž USA získají přístup k pětině prokázaných ropných rezerv této jihoamerické země, které jsou největší na světě. Trump rovněž pochválil prozatímní prezidentku Venezuely Delcy Rodríguez, která podle něj dělá velmi dobrou práci.

Maduro s manželkou s odvoláním na imunitu žádají soud v USA o zamítnutí obžaloby

Bývalý venezuelský prezident Nicolás Maduro s manželkou Cilií Flores ve středu prostřednictvím právníků požádali federálního soudce na Manhattanu o zamítnutí jejich obžaloby z pašování drog, píše agentura AP. Argumentují tím, že jako zahraniční hlava státu a první dáma mají imunitu.

Pod horami v Utahu se skrývají velké zásoby ledu

Skalnaté svahy v americkém Utahu ukrývají mnohem více ledu, než se dosud předpokládalo. Průzkum jednoho z největších tamních skalních ledovců odhalil zásobu zmrzlé vody, která by naplnila přibližně 600 olympijských bazénů. Podobné útvary po celém světě mohou společně zadržovat desítky miliard tun vody.

Operace Epic Fury skončila už v květnu. Přesto válka s Íránem pokračuje

Americké ministerstvo obrany nařídilo vojenskému personálu, aby přestal pokračující vojenské akce na Blízkém východě označovat jako operaci Epic Fury. Zjistila to stanice CBS, která získala přístup k internímu e-mailu určenému letectvu. Pentagon ve středu v reakci na dotaz CBS uvedl, že operace Epic Fury skončila 5. května. Konflikt přitom pokračuje a hrozí další eskalace. Teherán obviňuje USA z válečných zločinů kvůli zásahu domu, v němž probíhal svatební obřad.

Střelba ve škole ve Virginii: Útočník postřelil zaměstnance a spáchal sebevraždu

Střelec ve Virginii vnikl do prostor základní školy, postřelil jednoho zaměstnance a následně spáchal sebevraždu. Kromě pachatele během útoku nikdo nezemřel. Motiv střelce není jasný. Případem se aktuálně zabývá policie.

Putin prohlásil, že vidí šanci na mír, a obvinil Kyjev z terorismu

Ruský prezident Vladimir Putin dnes prohlásil, že existuje šance na mírovou dohodu, která by ukončila válku Ruska proti Ukrajině pokračující pátým rokem. Zároveň znovu obvinil Kyjev ze "státního terorismu" kvůli ukrajinskému varování před riziky, jaká hrozí civilním letadlům v ruském vzdušném prostoru. Putin podle tiskových agentur také uvedl, že mezi Ruskem a Ukrajinou pokračují kontakty, a to především prostřednictvím zvláštních služeb.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama