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

Fanoušci Harryho Pottera dosáhli přesunu podmořského kabelu kvůli hrobu skřítka

Fanoušci Harryho Pottera dosáhli přemístění podmořského kabelu mezi Británií a Irskem, který stál 430 milionů liber (12,2 miliardy Kč) a měl procházet v místě fiktivního hrobu skřítka Dobbyho, postavy z filmu o mladém čaroději podle předlohy spisovatelky J. K. Rowlingové. Kabel nyní místo toho vede v blízkosti lidských ostatků z doby bronzové, píše deník The Guardian.

Na dronu s výbušninou z letiště u Lipska našli policisté stopy DNA

Německá policie našla na dronu z východoněmeckého letiště Lipsko/Halle, který nesl výbušninu, stopy DNA. S odvoláním na své zdroje to dnes uvedla některá německá média včetně listů Die Zeit, Die Welt nebo bulvárních novin Bild. Podle listu Die Zeit se genetická informace shoduje s DNA registrovanou v Litvě v souvislosti s dřívějším žhářským útokem na logistické centrum v Lipsku. Konkrétní osobě ale úřady zatím DNA nepřipsaly.

Západ Kolumbie postihlo zemětřesení o síle 7,4 stupně, jsou zprávy o zraněných

Západ Kolumbie dnes postihlo zemětřesení o síle 7,4 stupně, které bylo cítit i v Ekvádoru a v Panamě, informovala agentura AFP s odvoláním na kolumbijskou geologickou službu. Zemětřesení mělo epicentrum v departementu Chocó, jehož guvernérka na sociálních sítích píše o zraněných a vážných škodách. Počty zraněných zatím nejsou známy. Podle agentury Reuters nebylo vydáno varování před cunami.

Thajsko: Bývalý poslanec zastřelil úředníka, pak se přiznal v živém vysílání

Bývalý thajský poslanec Chalong Reawraeng údajně zastřelil místního úředníka a krátce nato zavolal politické komentátorce Anchalee Paireerak, která v tu chvíli vysílala živě na YouTube. V telefonátu jí podle záznamu oznámil, co právě udělal.

CLARITY Act se zadrhl. Americký Senát odložil hlasování na září

Americký Senát před srpnovou přestávkou nestihl hlasovat o návrhu zákona CLARITY Act, který má zavést jednotnější pravidla pro kryptoměnový trh. Projednávání se přesouvá na září, návrh však nadále rozděluje demokratické i republikánské senátory.

V Číně udeřila silná bouře. Evakuován byl více než milion lidí

Východní pobřeží Číny zasáhl tajfun Dolphin, který si vynutil evakuaci více než milionu obyvatel a ochromil dopravu včetně finanční metropole Šanghaje. Bouře přinesla prudký déšť, záplavy a vítr o rychlosti až 150 kilometrů za hodinu. Úřady varují, že nebezpečí ještě nepominulo.

V USA ubylo 23 tisíc pracovních míst. Akcie vystoupaly na rekord

Americký trh práce v červenci překvapivě ztratil 23 tisíc pracovních míst. Slabá čísla ale burzy nezastavila. Investoři očekávají, že horší vývoj zaměstnanosti přiměje centrální banku k opatrnějšímu rozhodování o úrokových sazbách.

Motýli po celém světě mění svá území kvůli oteplování

Motýli po celém světě stále častěji mění oblasti, ve kterých žijí. Některé druhy se šíří do nových míst, jiné ze svých původních stanovišť mizí nebo se stěhují do vyšších nadmořských výšek. Rozsáhlý výzkum ukazuje, že hlavním důvodem jsou rostoucí teploty a častější výkyvy počasí. Změny zároveň naznačují, že se proměňují celé ekosystémy.

Tchaj-wan při vojenském cvičení zpomalil internet

Tchaj-wan během rozsáhlého vojenského cvičení poprvé cíleně zpomalil mobilní internet. Úřady tím simulovaly omezení komunikace, které by mohlo nastat při přírodní katastrofě nebo případném útoku.

KOMENTÁŘ: Nečekaná zpráva pro investory. Na akciích se děje něco, co se nestalo čtyři roky

Boom umělé inteligence způsobil, že americký akciový trh přestává být elitním klubem pro pár vybraných společností. Místo několika tahounů investoři dávají šanci pestřejší paletě titulů. Rovnoměrně vážený index S&P 500 proto po dlouhých měsících poráží ten klasický.

Trump jmenoval Willa Scharfa novým hlavním právním poradcem Bílého domu

Novým hlavním právním poradcem Bílého domu a asistentem prezidenta se od 1. září stane Will Scharf, který dosud působil jako tajemník personálu Bílého domu a zajišťoval administrativu spojenou s prezidentovou agendou. Oznámil to americký prezident Donald Trump v příspěvku na své sociální síti Truth Social.

Ukrajinský útok v Nižněkamsku zabil podle úřadů 12 lidí, mířil asi na rafinérii

Dvanáct lidí zemřelo a dalších 39 utrpělo zranění při rozsáhlém náletu ukrajinských dronů na Nižněkamsk v Tatarstánu, uvedla podle agentury TASS tisková služba vedení této republiky ve středním Rusku. Cílem útoku byl zřejmě rafinérský komplex v Nižněkamsku.

U Sochy svobody v New Yorku se převrátila loď, zahynula žena a dítě

Žena a malé dítě přišly o život v newyorském přístavu, kde se poblíž Sochy svobody převrátila loď. Záchranářům se podařilo vytáhnout z vody 12 lidí, ale pro sedmadvacetiletou ženu a holčičku ve věku pěti měsíců přišla veškerá pomoc příliš pozdě. Úřady zadržely provozovatele plavidla. Informují o tom dnes místní média.

Izrael odmítá Trumpův mírový plán pro Gazu, oznámil premiér Netanjahu

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu odmítl patnáctibodový plán amerického prezidenta Donalda Trumpa pro poválečné uspořádání Pásma Gazy. Prohlásil, že Izrael nestáhne své vojáky, dokud nebude palestinské hnutí Hamás skutečně odzbrojeno.

Vyčerpané české turisty v Rakousku zachraňovaly policejní vrtulníky

O dvou víkendových případech letecké záchrany vyčerpaných českých turistů v rakouských Alpách dnes informují rakouská média. Skupina čtyř českých turistů se ocitla v nouzi a na konci byla zcela vyčerpaná na túře pod rakouskou horou Traunstein. Češi přecenili své síly a slepě se spoléhali na aplikaci, píše dnes o sobotní události server Kronen Zeitung. Ve druhém případě policejní vrtulník v sobotu zachraňoval českou rodinu s vyčerpanou desetiletou dívkou na hoře Grosser Donnerkogel. Píše o tom server MeinBezirk.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama