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

Trumpova nová mluvčí má problém. Prezentovala se jako advokátka, zkoušku však nesložila

Nová mluvčí Bílého domu Katie Zacharia v novém rozhovoru potvrdila, že nikdy nesložila advokátní zkoušku, ačkoli se sama označuje za právničku a veřejnosti ji tak představil i prezident Donald Trump.

V Bruselu začal druhý den summitu EU, jednání o Ukrajině se účastní Zelenskyj

V Bruselu začal se zhruba hodinovým zpožděním druhý den summitu Evropské unie. Začátek jednání oznámila mluvčí předsedy Evropské rady Maria Tomasiková. Unijní prezidenti a premiéři budou diskutovat nejprve o situaci na Ukrajině a rovněž ruských hybridních útocích v Evropě, následně pak o migraci, bezpečnosti, obraně a dění na Blízkém východě. Jednání o Ukrajině se osobně účastní ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Česko zastupuje premiér Andrej Babiš.

Analýza: Starlink je silou i slabinou Ukrajiny

Představte si, že jste ukrajinský voják a zrovna ovládáte dron, s nímž musíte zachytit útok nepřítele. Dron je ve vzduchu, cíl se blíží, ale najednou se přeruší spojení. Ne proto, že by Rusové váš dron sestřelili nebo zničili komunikační věž. Důvodem je omezení, které zasáhlo technologii udržující s dronem spojení.

Husté keře mohou pomoci obnovit populace křepelek

Křepelky virginské v některých oblastech Spojených států výrazně ubývají. Nový výzkum vědců z Georgijské univerzity ukázal, že důležitou roli v jejich přežití hraje hustá keřová vegetace. Ptáci, kteří si vybírají místo k nočnímu odpočinku v blízkosti křovin a mladých stromů, mají přibližně dvojnásobnou šanci na přežití než jedinci nocující na méně chráněných místech.

Příkaz omezit Starshield přišel z Bílého domu. Kdo ho vydal, však není jasné

Nešlo o chybu – příkaz k omezení satelitního systému Starshield přišel z Bílého domu, upozornili dva američtí úředníci a jeden úředník ze západní země. Není však jasné, kdo příkaz vydal. Jiný vysoce postavený úředník z Bílého domu popřel, že za rozhodnutím stojí prezident Donald Trump.

Costa je stále přesvědčen o nutnosti dosažení dohody o rozpočtu EU do konce roku

Předseda Evropské rady António Costa je podle zdrojů ČTK nadále přesvědčen o nezbytnosti dosažení dohody na příštím dlouhodobém rozpočtu Evropské unie do konce letošního roku. Costa podle nich dnes na summitu EU vyzval členské státy, aby v tomto ohledu převzaly odpovědnost. Prezidenti a premiéři nyní jednají o rozšíření unie, téma by mělo zakončit první den summitu, který bude pokračovat v pátek.

Část Kyjeva se po ruském útoku ponořila do tmy

Část ukrajinského hlavního města se ponořila do tmy poté, co Rusko opět porušilo energetické příměří a zasáhlo objekt kritické infrastruktury v Kyjevské oblasti, napsal dnes server RBK-Ukrajina s odvoláním na prohlášení ministerstva energetiky a energetické společnosti Ukrenergo. Kvůli zmíněnému poškození energetického objektu poklesl také tlak vody ve vodovodu ve čtvrtích na pravém břehu Dněpru, oznámil starosta Vitalij Kličko.

Střelba na základní škole v Oregonu: Tři mrtvé děti a jeden učitel

Šestnáctiletý mladík v americkém Oregonu násilím vnikl do základní školy a zastřelil tři děti a jednoho učitele. Další dítě a jeden učitel skončili v nemocnici v kritickém stavu. Střelce zneškodnil člen komunity, který ho pronásledoval až dovnitř školy. Motiv vraha není znám a není ani jasné, zda měl na školu nějaké vazby.

Jemenští Húsíové bombardovali prezidentský palác v Adenu, čtyři mrtví

Jemenští proíránští povstalci Húsíové vypálili několik raket na prezidentský palác v jihojemenském Adenu, kam se v roce 2015 uchýlila mezinárodně uznávaná vláda. Húsíové podle agentury AFP uvedli, že cílem útoku bylo vojenské velitelství v paláci. Dva vládní představitelé agentuře Reuters řekli, že jemenský premiér a ministři, kteří byli v komplexu, vyvázli bez újmy. Zabiti však podle nich byli dva členové ostrahy. Podle agentury AFP při útoku zahynuli nejméně čtyři lidé. Podle informací AFP rakety zasáhly velitelské centrum koalice proti Húsíům vedené Rijádem.

Na letišti v Německu zadrželi muže s kufrem plným jedovatých hadů

Neobvyklý případ pašování exotických zvířat odhalili celníci na německém letišti Kolín nad Rýnem–Bonn. Pětačtyřicetiletý Mexičan se pokusil v kufru pronést přes kontrolu 92 živých plazů, mezi nimiž byly i desítky jedovatých hadů. Zvířata ukrýval v lahvičkách od kosmetiky, plastových nádobách nebo ponožkách. Přibližně třetina z nich náročnou cestu nepřežila.

Ledger představil kryptopeněženku podobnou telefonu. Cena začíná na 849 dolarech

Francouzská společnost Ledger představila nové zařízení Atom, které na první pohled připomíná chytrý telefon. Ve skutečnosti jde o hardwarovou kryptoměnovou peněženku s Androidem, která má kromě digitálních aktiv chránit také osobní údaje a komunikaci. Novinka nabídne vlastní bezpečnostní systém a fyzický přepínač pro odpojení kamery a mikrofonu.

Trump zrušil přímý přenos popravy vraha ze základny Fort Hood

Poprava zastřelením, kterou by mohl v přímém přenosu sledovat celý svět. Právě takový plán oznámil americký Pentagon v případě bývalého armádního psychiatra Nidala Hasana, který v roce 2009 zavraždil 13 vojáků. Záměr vyvolal bouři nevole nejen mezi lidskoprávními organizacemi, ale i mezi politiky a náboženskými představiteli. Prezident Donald Trump, který veřejný přenos původně podporoval, nakonec rozhodl, že se poprava před kamerami neuskuteční.

Průmysl eurozóny dál slábne. Česku naopak pomáhá výroba vlaků

Průmyslová výroba v eurozóně v srpnu klesla už třetí měsíc v řadě a její propad byl výraznější, než ekonomové očekávali. Český průmysl naopak zaznamenal růst, ke kterému přispěla především výroba kolejových vozidel.

V Pákistánu se zřítila střecha školy. Zemřelo nejméně 34 dětí a učitelka

Nejméně 35 lidí zahynulo při zřícení střechy soukromé školy v pákistánském Péšávaru. Mezi oběťmi je 34 dětí a jedna učitelka, dalších více než 50 lidí utrpělo zranění. Policie zadržela majitele školy a vyšetřuje, zda za tragédií stojí špatný technický stav budovy.

Japonsko investuje až 21 miliard dolarů do továren na čipy v USA

Japonsko poskytne až 21 miliard dolarů na výstavbu dvou továren na polovodiče v americkém státě New York. Provozovat je bude společnost GlobalFoundries a mezi prvními zákazníky mají být Apple a japonská firma Renesas. První závod by měl zahájit výrobu v roce 2029.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama