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

Klimatická změna vstupuje do geopolitiky. Může rozdmýchat konflikty o potraviny a zdroje

Sucha, extrémní počasí, války i narušené dodavatelské řetězce zvyšují tlak na světový potravinový systém. Nové výzkumy ukazují, že změny v zemědělské produkci mohou posilovat sociální napětí – nejen tam, kde úroda klesá, ale i v oblastech, kde se půda stává cennější.

Slovenská vláda schválila nákup dalších čtyř amerických stíhaček F-16

Slovenská vláda dnes schválila nákup dalších čtyř amerických stíhaček F-16 s příslušnou výbavou v odhadované ceně 390 milionů eur (9,4 miliardy korun). Letadla pro slovenskou armádu by měla být dodána do konce roku 2030. Bratislava už dříve objednala 14 těchto strojů, z nichž čtyři zůstaly ve Spojených státech v souvislosti s výcvikem slovenského personálu. Česko za bývalé vlády Petra Fialy schválilo pořízení 24 letounů F-35A Lightning II v nejmodernější verzi Block IV.

KOMENTÁŘ: Google našel Texas Evropy. Do téhle země kvůli AI nalije 15 miliard dolarů

Americká společnost Google, která spadá pod mateřskou loď Alphabet, odklepla dosud největší jednorázovou investici v Evropě. V přepočtu přes 310 miliard korun pošle na rozvoj své AI infrastruktury ve Finsku. Zájem o stavbu datacenter v této skandinávské zemi mají i další společnosti.

Desítky Korejců protestovaly proti možnému vyslání vojáků na pomoc USA s Íránem

Desítky Jihokorejců dnes demonstrovaly před areálem velvyslanectví USA v Soulu a vyzvaly vládu, aby nevysílala korejské vojáky do oblasti Perského zálivu, informovala agentura AFP. Americký prezident Donald Trump vyvíjí na asijského spojence nátlak, aby pomohl USA ve válce s Íránem, který značně omezil námořní dopravu v Hormuzském průlivu, klíčové úžině, která je hlavní trasou pro dopravu energetických surovin.

Exotické borovice na jižní polokouli rostou rychleji a lépe zvládají sucho

Borovice vysazené mimo svou původní oblast mohou růst několikanásobně rychleji a současně lépe snášet nedostatek vody. Výsledky rozsáhlého výzkumu však neznamenají, že by výsadba nepůvodních jehličnanů představovala jednoduché řešení klimatické změny. Některé druhy se totiž nekontrolovaně šíří a ohrožují původní přírodu.

Godzilla se vrací. Nový trailer ukazuje pokračování oscarového hitu

Godzilla zdaleka nebyla poražena. Nový trailer k filmu Godzilla Minus Zero potvrzuje návrat slavného monstra i hlavních postav předchozího snímku. Pokračování oceňovaného filmu Godzilla Minus One se odehrává dva roky po jeho událostech a do českých kin dorazí už letos na podzim.

Nejvyšší soud USA zablokoval nové rozdělení volebních obvodů ve státě Missouri

Americký nejvyšší soud zamítl odvolání představitelů státu Missouri, kteří chtěli v listopadových volbách použít nové rozdělení volebních obvodů podporované prezidentem Donaldem Trumpem. Informovala o tom agentura AP. Republikáni si od nové mapy podle AP slibovali lepší šance na udržení těsné většiny ve Sněmovně reprezentantů.

Inflace v Číně zrychlila. Výrobní ceny překonaly očekávání

Růst cen v Číně v srpnu zrychlil. Spotřebitelská inflace dosáhla meziročně 0,8 procenta, ještě výraznější pohyb zaznamenaly ceny průmyslových výrobců. Ty vzrostly o 3,8 procenta a překonaly očekávání analytiků. K růstu přispěly především dražší energie a suroviny.

Netanjahu měl dostat varování před útokem Hamásu. Opozice vyzývá k vyšetřování

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu čelí nové politické bouři kvůli informaci, podle níž ho prezident Spojených arabských emirátů krátce před 7. říjnem 2023 varoval před plánovanou rozsáhlou operací Hamásu. Premiérův úřad tvrzení označil za „absolutní lež“.

Albánské protesty se vyhrotily. Demonstranti se v Tiraně střetli s policií

Více než sto dní trvající protesty v Albánii proti plánovanému luxusnímu projektu spojenému s Jaredem Kushnerem se vyostřily. Demonstranti se v centru Tirany střetli s policií, která jim bránila v přístupu k parlamentu. Původně ekologický protest se mezitím proměnil v širší protivládní hnutí.

Spojené státy zakážou dovoz některých kanadských mléčných výrobků a alkoholu

Spojené státy od 29. září zakážou dovoz některých mléčných výrobků, většiny alkoholických nápojů a motocyklů z Kanady. Od poloviny září se také na řadu dalších výrobků bude vztahovat 50procentní clo. V úterý to oznámil Bílý dům. Opatření přichází v době vyhrocené obchodní války mezi oběma sousedními zeměmi.

USA útočí na ropné tankery, Írán na americkou základnu v Jordánsku

Konflikt mezi Spojenými státy a Íránem znovu prudce eskaluje. Americké síly zaútočily na pět íránských ropných tankerů, Teherán odpověděl raketovým útokem na základnu využívanou americkou armádou v Jordánsku a oznámil zásahy proti lodím v Hormuzském průlivu. Napětí zároveň žene vzhůru ceny ropy.

Maďarsko vyhostilo deset ruských diplomatů. Moskva slibuje tvrdou odvetu

Maďarsko nařídilo deseti členům ruské diplomatické mise, aby opustili zemi. Podle tamních úřadů se dopouštěli aktivit neslučitelných s diplomatickým postavením. Moskva už oznámila, že na krok Budapešti odpoví.

Produktivita práce v EU roste. Česko zaznamenalo druhý největší propad

Produktivita práce v Evropské unii ve druhém čtvrtletí meziročně vzrostla. Česko se však vydalo opačným směrem. Výkon připadající na jednu odpracovanou hodinu klesl o 0,8 procenta, což byl druhý nejhorší výsledek mezi členskými státy.

Při ruském úderu na Kyjev zemřeli nejméně dva lidé

Nejméně dva lidé zemřeli a dalších deset utrpělo zranění při nočních útocích na Kyjev. Ruské síly obnovily letecké údery na ukrajinské hlavní město v úterý brzy ráno, jen krátce poté, co se obě strany dohodly na třídenním přerušení útoků na vzájemná hlavní města.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama