-8.7 C
Czech
Sobota 10. ledna 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

FBI a Trump nám nedovolí vyšetřovat zastřelení občanky v Minneapolis, tvrdí Minnesota

Úřady státu Minnesota tvrdí, že FBI jim zablokoval přístup k vyšetřování zastřelení Renee Nicole Good (37), kterou ve středu usmrtil agent americké imigrační a celní služby (ICE). Případ vyvolal v Minneapolis rozsáhlé protesty a vyostřil napětí mezi federální vládou a místními představiteli.

Trump: Je na čínském prezidentovi, co Čína udělá na Tchaj-wanu

Americký prezident Donald Trump uvedl, že je na čínském prezidentovi Si Ťin-pchingovi, co Čína udělá na Tchaj-wanu. Zároveň ale naznačil, že nechce, aby Čína nad Tchaj-wanem převzala kontrolu. Šéf Bílého domu to uvedl ve středečním rozhovoru s deníkem The New York Times (NYT). Nahrávku rozhovoru NYT zveřejnil ve čtvrtek. Tchajwanská otázka je výhradně věcí Číny a nikdo zvenčí se do ní vměšovat nebude, reagovalo podle agentury Reuters čínské ministerstvo zahraničí.

Macinka přijel na návštěvu Ukrajiny, setká se s ukrajinským protějškem

Český ministr zahraničí Petr Macinka přijel dnes ráno na návštěvu Ukrajiny. V Kyjevě se má setkat se svým ukrajinským protějškem Andrijem Sybihou. Na cestě ho doprovází mimo jiné poslanec a čestný prezident Motoristů Filip Turek. ČTK to sdělil mluvčí Černínského paláce Daniel Drake.

Nejvyšší soud dnes může zveřejnit rozhodnutí o Trumpových clech

Nejvyšší soud v pátek může rozhodnout o legitimnosti cel amerického prezidenta Donalda Trumpa, upozornil server CNBC. V případě neúspěchu by šlo o komplikaci pro jeho administrativu, neznamenalo by to však konec tarifů. Existuje více způsobů, jak může daně na zahraniční dovoz uvalovat.

Íránská televize obvinila USA a Izrael z podněcování protestů

Íránská státní televize dnes prolomila mlčení o demonstracích, které přes noc zachvátily zemi. Tvrdí, že násilnosti a požáry rozpoutali "terorističtí agenti" Spojených států a Izraele. Krátká reportáž o protestech byla nenápadně zařazena do ranního vysílání státní televize v 8:00 hodin místního času (6:00 SEČ) a představuje první oficiální vyjádření k nejnovějším demonstracím, píše agentura AP.

Trump naznačil, že nechá vypršet americko-ruskou smlouvu Nový START

Americký prezident Donald Trump naznačil, že nechá vypršet smlouvu Nový START mezi USA a Ruskem, jejíž platnost končí letos 5. února. Uvedl to v rozsáhlém rozhovoru pro list The New York Times (NYT). Zastánci kontroly zbraní se obávají, že dvě největší jaderné velmoci světa začnou po vypršení platnosti smlouvy rozmísťovat strategické hlavice nad rámec stanovených limitů, což urychlí erozi globálního režimu kontroly zbraní.

Ruský dronový útok na Kyjev podle ukrajinských úřadů zabil nejméně čtyři lidi

Ruský dronový útok na Kyjev v noci na dnešek zabil nejméně čtyři lidi a dalších nejméně 19 lidí zranil. Způsobil také rozsáhlé škody na domech a infrastruktuře. S odkazem na ukrajinské úřady o tom informuje agentura Reuters.

Nejprve střílet, až pak se ptát. Dánsko by v případě invaze kladlo okamžitý odpor

Dánská armáda má povinnost v případě jakékoli invaze zahájit palbu bez rozkazů, vysvětlilo dánské ministerstvo obrany. Pokud by se cizí jednotky pokusily dobýt Grónsko, dánské síly by se řídily směrnicí vzniklou po konci druhé světové války, která je, jak vláda potvrdila, stále v platnosti.

NASA stahuje posádku Crew-11 z ISS kvůli zdraví astronauta

NASA rozhodla o předčasném návratu čtyřčlenné posádky mise Crew-11 z Mezinárodní vesmírné stanice na Zemi. Důvodem je zdravotní problém jednoho z astronautů, kterého agentura nejmenovala a nezveřejnila ani podrobnosti k jeho stavu.

Rusko při nočních útocích na Ukrajinu použilo raketu Orešnik, uvedla Moskva

Rusko oznámilo, že v noci při rozsáhlém útoku na Ukrajinu použilo i novou nadzvukovou střelu Orešnik, píší agentury s odkazem na ruské ministerstvo obrany. Podle jeho informací byl útok reakcí na ukrajinský pokus zaútočit na konci loňského roku drony na rezidenci ruského prezidenta Vladimira Putina.

Trump tvrdí, že Machado mu chce dát Nobelovu cenu míru

Prezident Donald Trump oznámil, že se příští týden setká s venezuelskou opoziční lídryní Maríou Corinou Machado. Zároveň řekl, že by přijal Nobelovu cenu míru, kterou mu podle jeho slov chce Machado předat nebo s ním sdílet.

Výpadek proudu na Ukrajině nechal v mrazech bez elektřiny přes milion domácností

Dva ukrajinské regiony se ve středu pozdě večer ocitly téměř úplně bez elektřiny po ruských útocích drony. Podle ukrajinských úřadů a provozovatele přenosové soustavy šlo o jeden z největších výpadků od začátku plnohodnotné invaze a bez proudu zůstalo přes milion domácností v Záporožské a Dněpropetrovská oblasti.

Trumpova administrativa plánuje odstoupení USA od klíčové klimatické dohody OSN

Bílý dům oznámil plán odejít z UNFCCC, dohody, která tvoří základ globální klimatické spolupráce. Součástí kroku má být i odchod z dalších institucí včetně IPCC. Kritici varují před izolací USA, právní experti zase řeší, kdo o takovém odchodu smí rozhodnout.

Johnny Knoxville ohlásil návrat Jackass, nový film už má datum premiéry

Legendární parta, která proměnila bolest v popkulturu, se vrací. Johnny Knoxville na Instagramu oznámil nový film společně s datem premiéry. Zatím ale neprozradil, co přesně fanoušky čeká a kdo se tentokrát objeví na place.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama