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

Meloni odmítla Trumpovu historku o společné fotografii

Italská premiérka Giorgia Meloni ostře odmítla tvrzení Donalda Trumpa, že ho na summitu G7 prosila o společnou fotografii. Výrok amerického prezidenta vyvolal v Římě neobvykle tvrdou reakci a naznačil další ochlazení vztahů mezi dvěma politiky, kteří k sobě měli dříve politicky blízko.

Italský šlechtic je podezřelý z brutálních vražd v rámci „lidského safari“ v Sarajevu

Během obléhání Sarajeva měli někteří bohatí cizinci platit vysoké částky za možnost střílet na civilisty. Italská prokuratura nyní prověřuje několik podezřelých, mezi nimi i aristokrata z Milána. Vyšetřovatelé ale zatím nemají dost důkazů, aby kohokoliv postavili před soud.

Ukrajinské úřady informují o mrtvých a raněných po ruských útocích

Nejméně dva lidé byli zabiti a další dva zraněni při ruských útocích na Sumskou oblast na severovýchodě Ukrajiny, uvedla dnes ukrajinská policie. Jedno dítě podle úřadů zemřelo při ruském útoku v Dněpropetrovské oblasti. Podle ukrajinského vicepremiéra Oleksije Kuleby ruské drony zaútočily na dvě civilní lodě v Černém moři. Jednoho námořníka zabily, několik dalších zranily. Naopak o ukrajinských útocích informuje Moskva, aniž by upřesnila případné škody.

Tříletého chlapce v britské zoo napadl ve výběhu krokodýl, policie to šetří jako pokus o vraždu

Policie v hrabství Cambridgeshire potvrdila, že tříletého chlapce, který ve čtvrtek utrpěl život ohrožující zranění v zoologické zahradě Johnsons of Old Hurst nedaleko Huntingdonu, napadl ve svém výběhu krokodýl. Incident policie vyšetřuje jako pokus o vraždu a zadržela muže podezřelého z toho, že chlapce do krokodýlího výběhu vhodil.

V Tokiu hasiči evakuovali asi 300 žáků a učitelů z hořící základní školy

Na základní škole v Tokiu dnes vypukl požár, všech asi 300 studentů a učitelů bylo evakuováno do bezpečí, oznámily místní úřady. Podle japonských médií je lehce zraněno kolem deseti lidí. Agentura Kjódó uvedla, že většina ze zraněných se nadýchala kouře. Příčina požáru se vyšetřuje.

Hormuzským průlivem proplulo 25 lodí, pětina obvyklého provozu

Ve čtvrtek proplulo Hormuzským průlivem 25 lodí, uvedla dnes specializovaná platforma AXSMarine. Podle ní je to nejvíce od poloviny dubna, kdy průliv blokovaly americké a íránské síly, a zhruba pětinásobek denního průměru ze začátku června. Provoz je ale zhruba pětinový ve srovnání s obdobím těsně před začátkem války, kterou na konci února útokem na Írán rozpoutaly Spojené státy spolu s Izraelem.

Obnova rašelinišť zvyšuje pohlcování oxidu uhličitého

Rašeliniště patří mezi nejvýznamnější přírodní zásobárny uhlíku na Zemi. Když se ale odvodní kvůli lesnictví nebo zemědělství, začnou naopak uvolňovat velké množství skleníkových plynů do atmosféry. Nový výzkum ze severního Švédska ukazuje, že návrat vody do vysušených rašelinišť dokáže tento trend poměrně rychle zvrátit. Už během prvních dvou let po obnově začala krajina výrazně lépe pohlcovat oxid uhličitý.

Noční izraelské nálety v Libanonu zabily 16 lidí, uvedla libanonská agentura

Životy nejméně 16 lidí si v noci na dnešek vyžádaly izraelské nálety v Libanonu, uvedla libanonská státní tisková agentura. Izraelská armáda předtím podle médií oznámila, že na několika místech na jihu Libanonu útočila na ozbrojence Hizballáhu a jejich infrastrukturu.

Viceprezident J.D. Vance zatím do Švýcarska neodletí, jednat se dnes nebude

Americký viceprezident J.D. Vance prozatím neodcestuje do Švýcarska na jednání s Íránem, jak se původně plánovalo, oznámily tiskové agentury s odvoláním na Bílý dům. Švýcarské ministerstvo zahraničí následně uvedlo, že se americko-íránská jednání v letovisku Bürgenstock dnes neuskuteční, uvedla agentura Reuters. Odklad budí otázky ohledně toho, co bude dál s prozatimní dohodou s Íránem o ukončení války, poznamenala agentura AP.

Cena ropy dál klesá. Optimismus tlumí odložené rozhovory a trvající přestřelky mezi Izraelem a Hizballáhem

Doprava v Hormuzském průlivu se postupně obnovuje a ceny ropy klesají. Stále se do nich však propisuje nejistota ohledně finální dohody mezi USA a Íránem, o níž budou obě strany jednat během následujících 60 dní. Páteční rozhovory ve Švýcarsku byly odloženy. Izrael poslal letadla nad jižní Libanon, přičemž při bombardování zemřelo 16 lidí. Napětí mezi USA a židovským státem roste. Americký viceprezident J. D. Vance se ostře pustil do izraelských představitelů, kteří kritizovali prezidenta Donalda Trumpa za mírovou dohodu.

Letiště v Nigeru napadli ozbrojenci. Několikahodinové boje si vyžádaly 35 mrtvých

Pětatřicet lidí zemřelo při útoku ozbrojenců na Mezinárodní letiště Diori Hamani v nigerské metropoli Niamey. Mezi mrtvými jsou útočníci, vojáci i civilisté. Boje podle stanice Al-Džazíra trvaly několik hodin. K „sebevražednému útoku“ se přihlásila ozbrojená skupina napojená na Al-Káidu. Cílit měla na vojenskou základnu, která je součástí komplexu letiště.

Nejvyšší soud USA omezil zákaz zbraní pro příležitostné uživatele marihuany

Nejvyšší soud USA jednomyslně rozhodl ve prospěch muže z Texasu, který napadl federální zákaz držení zbraní pro uživatele nelegálních drog. Verdikt se týká hlavně příležitostných uživatelů marihuany a neznamená úplné zrušení zákona.

Cambridge Science Park čeká rozsáhlá proměna

Nejstarší vědecký park v Evropě se může během příštích desetiletí výrazně rozšířit. Trinity College Cambridge představila plán, který počítá s novými laboratořemi, veřejnými zelenými plochami, vodními prvky i lepším propojením s okolím. Projekt má přinést tisíce pracovních míst a zároveň posílit biodiverzitu a odolnost krajiny.

Tichá proměna přírody. AI odhalila znepokojivý trend

Umělá inteligence (AI) pomohla vědcům odhalit, jak výrazně klimatická změna ovlivňuje rostliny po celém světě. Nová studie ukázala, že doba kvetení se za posledních sto let posouvá v průměru o 2,5 dne za desetiletí. Na první pohled jde o nepatrnou změnu, podle odborníků však může narušit vztahy mezi rostlinami a opylovači, na nichž závisí fungování celých ekosystémů.

Apple se dohodl s Intelem na spolupráci při vývoji a výrobě čipů v USA

Americká technologická společnost Apple se dohodla s polovodičovou firmou Intel na spolupráci při vývoji a výrobě čipů ve Spojených státech. Na své sociální síti Truth Social to dnes oznámil americký prezident Donald Trump. Akcie Intelu na tuto zprávu reagovaly výrazným růstem.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama