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

Ceny ropy se drží kolem 80 dolarů za barel, mohou se přitom vrátit ke 100 dolarům

Ceny ropy ve středu opět vzrostly po amerických útocích na cíle spojené s Íránem a obnovení námořní blokády íránských přístavů. Pokračující válka představuje riziko pro USA, jejichž nouzové zásoby ropy jsou na nejnižší úrovni od 80. let. Konflikt se přitom vrátil na eskalační trajektorii, což navíc může vést k opětovnému růstu cen ropy až k hranici 100 dolarů za barel, obávají se odborníci.

Počet obětí požáru v bangkockém baru Rong Beer vzrostl na 32 mrtvých

Počet obětí nedělního požáru v baru Rong Beer Na Ladprao v thajském Bangkoku vzrostl na 32 poté, co v nemocnici zemřeli další dva zranění. Informovala o tom agentura AP. Zranění utrpělo více než 70 lidí a 24 z nich zůstává v kritickém stavu.

Ukrajina hlásí mrtvé a zraněné po ruských útocích

Ruský útok na ukrajinské město Oděsa si vyžádal tři mrtvé, uvedl ráno šéf oblastní vojenské správy Oleh Kiper. Po jednom mrtvém oznámily ukrajinské úřady z Černihivské oblasti a Chersonu. Podle letectva zaútočilo Rusko v noci na dnešek dvěma střelami a 122 drony.

Trump pohrozil Íránu zničením elektráren a mostů

Usedněte k jednacímu stolu, jinak zničíme vaše elektrárny a mosty, vzkázal do Teheránu americký prezident Donald Trump. Podobnou výhružkou šéf Bílého domu pobouřil svět již v dubnu. Údery na civilní objekty jsou totiž klasifikovány jako válečný zločin. Prodloužení války představuje riziko kvůli téměř vyčerpaným zásobám ropy.

Gibraltar a Španělsko po letech zjednodušily překračování hranice

Lidé mohou od středy volně přecházet mezi Španělskem a britským Gibraltarem bez běžných kontrol na pozemní hranici. Po letech vyjednávání začala předběžně platit dohoda mezi Evropskou unií a Británií, která řeší jednu z posledních otevřených otázek po brexitu.

Mandát zesnulého senátora Lindseyho Grahama dočasně převezme jeho mladší sestra Darline

Po smrti amerického republikánského senátora Lindseyho Grahama bude jeho místo v Senátu Spojených států dočasně zastávat jeho mladší sestra Darline Graham Nordone. Do funkce ji v pondělí jmenoval guvernér Jižní Karolíny Henry McMaster.

Film o Michaelu Jacksonovi jako první životopisný snímek vydělal miliardu dolarů

Životopisný film Michael dosáhl historického úspěchu. Snímek o Michaelu Jacksonovi překonal v celosvětových kinech hranici jedné miliardy dolarů a stal se prvním životopisným filmem, kterému se to podařilo. Hlavní roli ztvárnil zpěvákův synovec Jaafar Jackson.

Horko zvyšuje riziko duševních potíží. Nejohroženější jsou děti a mladiství

Vysoké teploty máme spojené s dobrou náladou, když jsme na dovolené u moře nebo vysedáváme na zahrádkách. Zároveň je ovšem známo, že vedro zhoršuje naše kognitivní funkce i náladu a zvyšuje agresivitu. Nová studie teď zjistila, že během horkých dnů stoupá počet hospitalizací spojených s duševními problémy u dětí a mladistvých.

USA dokončily další vlnu úderů na Írán, oznámilo regionální velitelství

Americká armáda dokončila další vlnu úderů na Írán, kde útočila na pobřežní obranné systémy, odpalovací zařízení pro střely a drony a na námořnictvo. Na síti X to dnes nad ránem oznámilo americké velitelství CENTCOM, které koordinuje síly USA na Blízkém východě. Podle agentury Fars zahynuli při jednom z útoků tři lidé z téže rodiny.

Pesticid používaný v zemědělství může snižovat počet čmeláků

Čmeláci patří mezi nejvýznamnější opylovače zemědělských plodin i volně rostoucích rostlin. Nový výzkum ukazuje, že sulfoxaflor, běžně používaný pesticid proti savému hmyzu, může narušovat jejich rozmnožování už při nízkých dávkách. Změny se projevily přímo v aktivitě genů spojených s reprodukcí, což by při dlouhodobém působení mohlo přispívat k úbytku čmeláčích populací.

Volkswagen zvažuje zrušení dalších 50 tisíc pracovních míst

Volkswagen může v rámci rozsáhlé restrukturalizace zrušit dalších přibližně 50 tisíc pracovních míst. Šéf koncernu Oliver Blume zaměstnancům oznámil, že firma stále hledá způsob, jak snížit výrazně vyšší náklady a přiblížit se konkurenci. Konečný počet zrušených pozic zatím nebyl stanoven.

Rusko v noci udeřilo střelami a drony na Kyjev, oběti nejsou hlášeny

Rusko během noci na dnešek zaútočilo střelami a drony na ukrajinskou metropoli Kyjev. S odvoláním na představitele města o tom nad ránem informovala agentura Reuters, podle které byly hlášeny exploze a požáry, žádné oběti ale úřady neoznámily. Ukrajinská obrana sestřelila pět z osmi ruských balistických raket. Stalo se tak poprvé za měsíc, napsala agentura Unian s odvoláním na hlášení ukrajinského letectva a připomněla, že problémy souvisely s nedostatkem protiraketových střel.

Ceny ropy nepřestávají růst. Trh znervózňují americké kroky v Hormuzu

Ceny ropy vzrostly poté, co americký prezident Donald Trump oznámil plány na zavedení poplatků za přepravu v Hormuzském průlivu a obnovení blokády íránských přístavů. Tyto kroky na trhu vyvolaly další vlnu obav z narušení dodávek černého zlata. Zatímco USA trvají na tom, že Hormuzský průliv je otevřený pro plavbu, podle údajů o sledování lodní dopravy došlo k prudkému poklesu tranzitů.

Francie umožní Ukrajině licenční výrobu zbraní, Kyjev nakoupí 16 letounů Rafale

Francie umožní Ukrajině licenční výrobu francouzských řízených střel, přesně naváděných bomb a protivzdušných střel, zatímco Kyjev nakoupí francouzsko-italské systémy protivzdušné obrany nové generace a 16 stíhacích letounů Rafale. Po jednání koalice ochotných to dnes v Paříži oznámil francouzský prezident Emmanuel Macron.

USA ode dneška začnou vybírat poplatky za bezpečnou plavbu Hormuzským průlivem

Americký prezident Donald Trump uvedl, že Spojené státy obnovují blokádu vůči Íránu v Hormuzském průlivu a že budou od lodí za zajištění bezpečnosti vybírat poplatek ve výši 20 procent hodnoty přepravovaného nákladu. Šéf Bílého domu to dnes napsal na své sociální síti Truth Social. Hormuzským průlivem procházela pětina světových dodávek ropy a zemního plynu, než nad klíčovou lodní trasou na začátku konfliktu uplatnil kontrolu Írán.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama