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

USA provedly další vlnu útoků na Írán, podle Teheránu zahynuli dva lidé

Spojené státy dokončily další vlnu vzdušných úderů na Írán. Na síti X to oznámilo oblastní velitelství amerických sil na Blízkém východě (CENTCOM). Útok začal ve středu v 17:30 východoamerického času (23:30 SELČ) a trval pět hodin. Výbuchy byly dosud hlášeny z oblastí jihoíránských měst Búšehr, Ahváz a Sírík, uvedla agentura Reuters s odvoláním na íránská média. Při americkém vzdušném úderu na hraniční přechod Šalamčeh mezi Íránem a Irákem zahynuli dva lidé. S odkazem na bezpečnostní zdroj to sdělila íránská agentura SNN. Kuvajt mezitím sdělil, že čelil íránskému dronovému útoku.

Hútíové udeřili na saúdské tankery, v Hormuzu explodovala loď

Jemenští povstalci Hútíové v Rudém moři zaútočili na dva saúdské ropné tankery, které podle nich narušily jejich blokádu. Americký prezident Donald Trump pohrozil, že pokud rebelové zablokují Rudé moře, tak se „o ně postará“. Jeden ze tří tankerů, který se snažil proplout Hormuzským průlivem, explodoval. USA mezitím zahájily další vlnu úderů na Írán, na což ropa reagovala růstem.

Michelinský restauratér v Koreji sypal do jídla mravence, hrozí mu rok vězení

Jihokorejská prokuratura navrhla roční trest vězení pro majitele restaurace oceněné dvěma michelinskými hvězdami, který podle obžaloby několik let podával hostům dezerty zdobené mravenci.

Nicolás Maduro se znovu postavil před americký soud kvůli obchodu s drogami

Sesazený venezuelský prezident Nicolás Maduro se ve středu znovu objevil před federálním soudem v New Yorku. Spolu se svou manželkou Cilií Flores čelí obvinění z rozsáhlého pašování kokainu do Spojených států. Oba vinu odmítají a jejich obhajoba chce napadnout nejen samotnou obžalobu, ale také způsob Madurova zadržení.

Ukrajina během noci udeřila na cíle na Krymu, Rusko zasáhlo u Kyjeva bytový dům

Ukrajina během noci na dnešek zasáhla drony Ruskem anektovaný poloostrov Krym, odkud jsou hlášeny exploze, požáry a výpadky dodávek elektrické energie. Tvrdí to telegramové kanály včetně ukrajinského Exilenova+. Ukrajina v posledních měsících zintenzivnila údery na Krym, aby narušila jeho zásobování a odřízla ho od Ruska. Rusko při nočních úderech zasáhlo podle portálu Ukrajinska pravda bytový dům u Kyjeva, kde utrpělo pět lidí včetně tří dětí zranění. Hasiči na místě zlikvidovali požár.

KOMENTÁŘ: Svět najednou ropu nechce, i když má nedostatek paliv. Proč?

Blízký východ se utápí v další spirále nepokojů, oživení války mezi Spojenými státy a Íránem žene vzhůru ceny ropy. Trh už je narušený tak dlouho, že se začíná na bezprecedentní situaci adaptovat. O surovou ropu je tak paradoxně mimořádně malý zájem.

Modelingový agent s vazbami na Epsteina byl ve Francii nalezen mrtvý

Někdejší modelingový agent Daniel Siad, který měl vazby na sexuálního delikventa Jeffreyho Epsteina, byl nalezen mrtvý ve svém domě ve Francii. Píší o tom agentura AFP a deník Le Figaro s odvoláním na prokuraturu v Nanterre. Devětašedesátiletý Švéd alžírského původu čelil podezření, že po celém světě rekrutoval dívky pro Epsteina a že se podílel na finančníkových zločinech obchodování s lidmi a sexuálního zneužívání. Modelky podle stanice BFMTV hledal i v Česku. Bylo na něj podáno několik trestních oznámení kvůli obvinění ze znásilnění.

CSG investuje v USA do výroby motorů pro drony

Česká průmyslová skupina CSG rozšíří své působení ve Spojených státech. Ve Wisconsinu plánuje vyrábět malé proudové motory určené pro bezpilotní letouny a další obranné systémy. Počáteční investice může dosáhnout 15 milionů dolarů.

Rubio: Kontrola Hormuzského průlivu by vytvořila nebezpečný precedent

Americký ministr zahraničí Marco Rubio na setkání členů Sdružení národů jihovýchodní Asie (ASEAN) v Manile varoval před íránským vybíráním mýtného v Hormuzském průlivu. Mohlo by to podle něj inspirovat k podobnému kroku jiné mocnosti. Také řekl, že Teherán nebere rozhovory o ukončení konfliktu vážně.

Počet obětí silných bouří v Chile stoupl na 13, sedm lidí se pohřešuje

Prudké přívalové deště na severu Chile z poloviny tohoto měsíce si vyžádaly nejméně 13 mrtvých a sedm pohřešovaných. Více než 60.000 lidí zůstává odříznutých od okolního světa kvůli podemletým silnicím a rozvodněným řekám. S odkazem na chilské úřady o tom dnes informovala agentura AFP.

Paradox klimatických změn: USA čelí intenzivnímu suchu, lesním požárům i záplavám současně

Zatímco americký prezident Donald Trump označuje klimatické změny za největší podvod v historii, Spojené státy zasáhlo na jedné straně sucho a lesní požáry, na druhé straně prudké záplavy. Tyto zdánlivě nesouvisející události posilují klimatické změny. Do USA se navíc dostává kouř z lesních požárů v Kanadě.

Ve světových vodách ubývá kyslík

Množství kyslíku ve světových oceánech, jezerech, řekách i pobřežních vodách postupně klesá. Tento proces ohrožuje vodní organismy, narušuje fungování ekosystémů a může oslabit přirozené mechanismy, které pomáhají regulovat klima na Zemi.

Ukrajina hlásí zasažení 13 ruských plavidel za 48 hodin

Ukrajina za posledních 48 hodin zasáhla v Černém a Azovském moři 13 ruských plavidel. Dnes to na síti Telegram oznámil velitel ukrajinských dronových jednotek Robert Brovdi, známý pod přezdívkou Maďar. Ruské ministerstvo obrany mezitím ohlásilo, že ruské síly v noci zaútočily v ukrajinské Oděské oblasti na přístavy, zasáhly dvě lodě a také nádrže s palivem a mazivem.

Francie jako první v Evropě zakázala sociální sítě dětem mladším 15 let

Francouzský parlament v úterý schválil zákaz užívání sociálních sítí u dětí mladších 15 let. Jedná se o první takový zákaz v Evropě. Vlastní pravidla pro věkové omezení však připravuje zhruba desítka dalších evropských zemí. Česká vláda například podpořila zákaz mobilních telefonů a dalších elektronických zařízení ve školách. Některé země Evropské unie (EU) požadují celounijní postup.

Írán v odvetě zaútočil na americká zařízení v Kuvajtu, Bahrajnu a Jordánsku

Americké velitelství CENTCOM oznámilo v noci na dnešek novou vlnu úderů na Írán, a to jedenáctou noc po sobě. Íránská média informují o explozích na několika místech v zemi. Nad Teheránem zasahovala protivzdušná obrana. Americká armáda tvrdí, že cílem je snížit íránskou schopnost napadat obchodní lodě v Hormuzském průlivu. Íránská armáda k ránu odpověděla odvetnými dronovými útoky na americká vojenská zařízení v Kuvajtu, Jordánsku a Bahrajnu, informovala íránská tisková agentura IRNA.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama