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

Evropští lídři řeší budoucnost Arktidy. Roste její význam i obavy z Ruska

Arktida se rychle mění z odlehlého regionu v jednu ze strategicky důležitých oblastí Evropy. Evropští lídři se proto sešli ve finském Rovaniemi, kde řeší bezpečnost severu, rostoucí význam námořních tras i přístup ke kritickým surovinám. Do debat výrazně zasahuje také Rusko a jeho vojenská aktivita.

Trump tvrdí, že Írán chce uzavřít dohodu, ale že to závisí na USA

Americký prezident Donald Trump dnes uvedl, že Írán chce uzavřít dohodu, ale že on sám rozhodne, zda se Spojené státy opět zapojí do jednání. Napsal to na své sociální síti Truth Social.

Trump uvedl, že Ukrajina a Rusko zastaví útoky na energetické cíle

Ukrajina a Rusko souhlasily s ukončením vzájemných útoků na energetickou infrastrukturu, uvedl dnes americký prezident Donald Trump. Podle něj tyto útoky, nikoliv jeho válka v Íránu, vedly k nárůstu globálních cen nafty. Trump to napsal v příspěvku na své sociální síti Truth Social.

Maďarský premiér Magyar chce měnit kontroverzní zákon o ochraně dětí. Zmizí diskriminace menšin

Maďarský premiér Péter Magyar oznámil změny kontroverzního zákona o ochraně dětí, který dlouhodobě kritizuje Evropská unie i organizace na ochranu práv LGBTQ+ lidí. Novela má podle premiéra posílit ochranu nezletilých před násilným a sexuálním obsahem a zároveň odstranit diskriminační ustanovení namířená proti sexuálním menšinám.

Kanada láká světové investory. Chce rozhýbat kapitál za bilion dolarů

Kanada se snaží přilákat další zahraniční kapitál a zároveň snížit svou ekonomickou závislost na Spojených státech. Do Toronta dorazily stovky představitelů velkých investičních společností, kteří dohromady spravují aktiva za více než 120 bilionů dolarů. Vláda chce během pěti let podpořit investice za bilion kanadských dolarů.

Postup Hútíů se nedaří zastavit. Povstalci dobyli další dva ostrovy

Jemenští povstalci Hútíové nadále rychle postupují podél pobřeží Rudého moře. V pondělí dobyli další dva ostrovy. Zároveň postupují do vnitrozemí a provádějí přeshraniční útoky na Saúdskou Arábii. Tisíce Jemenců prchají ze svých domovů.

KOMENTÁŘ: Obří komplikace pro trh s ropou. Proč je v ohrožení další porce světové dodávky?

Vzkříšení války na Blízkém východě žene překotným tempem vzhůru ceny ropy. Výraznou komplikací pro obchod s komoditou se teď stal útok na saúdskoarabský ropovod East-West. Proč je to pro trh problém?

Medvědi se vracejí do severního Španělska

Populace medvědů hnědých v Kantaberském pohoří se během několika desetiletí výrazně zotavila. Zatímco na konci 80. let jich v oblasti zbývalo jen asi 60, dnes může jejich počet přesahovat 500. K návratu šelem pomohla ochrana přírody, zákaz lovu i vytváření vhodnějšího prostředí.

Trump zopakoval, že Ukrajina by neměla útočit na ruské rafinerie, Kreml to vítá

Prezident Spojených států Donald Trump v rozhovoru s novináři znovu prohlásil, že Ukrajina by neměla útočit na ruské rafinerie. Nejnovější vyjádření učinil v noci na dnešek při návratu z Irska do Spojených států, jak vyplývá ze záznamu zveřejněného Bílým domem. Kreml výzvu amerického prezidenta přivítal, informovala ruská státní agentura TASS.

Írán si předvolal rakouského diplomata kvůli zasedání MAAE bez účasti Teheránu

Írán si předvolal rakouského chargé d’affaires poté, co se jeho zástupce nemohl zúčastnit jednání Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) ve Vídni. Informovala o tom dnes agentura AFP. Podle íránské státní televize se šéf íránského jaderného programu Mohammad Islámí nemohl zúčastnit schůzky, na kterou byl pozván, kvůli námitkám Spojených států.

Ceny ropy letí vzhůru po útoku na saúdský ropovod. Světu hrozí výpadek až 4 procent dodávek

Ceny ropy v pondělí prudce vzrostly na nejvyšší úroveň od konce května. Trhy tak reagují na zprávy o útoku dronů na saúdský ropovod East-West, který musel být odstaven. Ropovod království umožňoval obcházet Hormuzský průliv.

Diplomacie selhává. Rozhovory o Hormuzském průlivu byly odloženy

Rozhovory mezi Íránem a zeměmi Perského zálivu o Hormuzském průlivu byly odloženy, oznámil ománský ministr zahraničí Badr Albusaidi v příspěvku zveřejněném na sociální síti X (dříve Twitter). Tato jednání zprostředkoval Omán a účastnit se jich neměly Spojené státy.

Provoz v Hormuzském průlivu klesl na čtyři lodě denně

Počet nákladních lodí, které o víkendu propluly Hormuzským průlivem, klesl na čtyři. Poslední desetidenní průměr přitom činil 14 plavidel denně, informovala dnes agentura Reuters s odkazem na údaje o pohybu lodí.

Kitagučiová překonala japonský rekord, Werrová a Paulinová zůstávají neporažené

Ultimátní atletický šampionát v Budapešti nabídl několik špičkových výkonů. Haruka Kitagučiová ovládla oštěp novým japonským rekordem, Audrey Werrová prodloužila svou vítěznou sérii na 800 metrů a Marileidy Paulinová znovu nenašla přemožitelku na čtvrtce. Rychlé časy přinesly také oba závody na 100 metrů.

Rusko a Ukrajina hlásí mrtvé a raněné po útocích, v Polsku vzlétly stíhačky

Nejméně dva mrtvé a šest raněných si vyžádal nálet ukrajinských dronů na Nižněkamsk, informoval starosta města v ruském Tatarstánu. Celkem bylo podle úřadů v regionu zraněno 12 lidí. Terčem náletu se podle serveru Ukrajinska pravda staly místní petrochemické závody. Ukrajinské drony zapálily také další rafinérii, ve Slavjansku na jihu evropského Ruska, tvrdí ukrajinská rozvědka. Mrtvé a raněné po ruských útocích hlásí rovněž ukrajinské úřady. Obě země během noci vyslaly do útoků stovky dronů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama