0.6 C
Czech
Středa 17. prosince 2025
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Muž který zranil v Liverpoolu přes 130 lidí, půjde do vězení na více než 20 let

Britský soud dnes poslal na 21 let a šest měsíců do vězení muže, který 26. května najel v Liverpoolu do davu slavících fotbalových fanoušků a zranil přes 130 lidí. Informovaly o tom agentury Reuters a AFP. Paul Doyle v listopadu přiznal vinu, čelil obžalobě z 31 trestných činů.

Známe jména obětí střelby na Brownově univerzitě. Vrah stále uniká spravedlnosti

Dva studenti, kteří přišli o život při hromadné střelbě na Brownově univerzitě, byli oficiálně identifikováni. Zároveň pokračuje pátrání po pachateli, který dva dny po útoku stále nepadl spravedlnosti do rukou. FBI nabízí tučnou odměnu za jakékoliv informace vedoucí k jeho dopadení.

EU zřejmě zmírní zákaz prodeje nových aut se spalovacím motorem od roku 2035

Evropská unie se chystá ustoupit od jedné z nejviditelnějších částí Green Dealu. Tento týden má podle očekávání představit změny, které oslabí faktický zákaz prodeje nových aut se spalovacím motorem od roku 2035.

Rusko musí uznat, že náš svět řídí určitá pravidla, uvedl v Haagu Zelenskyj

Nestačí Rusko donutit k podpisu mírové dohody, musí také uznat, že náš svět řídí určitá pravidla, řekl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Podle agentury Reuters to uvedl před jednáním Rady Evropy, které má za cíl zřídit mezinárodní komisi pro odškodnění Ukrajiny. Kyjevu má nahradit škody ve výši stovek miliard dolarů způsobené ruskými útoky.

Musk dosáhl dalšího milníku. Jeho majetek překonal 600 miliard dolarů

Elon Musk je na cestě k tomu připsat si další nuly a stát se prvním bilionářem světa. Jeho majetek pokořil hranici 600 miliard dolarů (zhruba 12,4 bilionu korun). Společnost SpaceX má totiž příští rok vstoupit na burzu a Tesla pro Muska schválila nový systém odměňování.

Při úderech USA na tři lodě údajně pašující drogy zahynulo dalších osm lidí

Americká armáda podnikla v mezinárodních vodách východního Tichomoří další útok na lodě, které údajně pašovaly drogy. Při vzdušných úderech proti třem plavidlům zahynulo na jejich palubách osm mužů. Armáda USA to oznámila v noci na dnešek na síti X.

Pokrok v mírových rozhovorech. Ukrajina může dostat robustní bezpečnostní záruky

Spojené státy a evropské země poskytnou Ukrajině robustní bezpečnostní záruky a další podporu pro hospodářskou obnovu země. Ve společném prohlášení to uvedli premiéři a prezidenti deseti evropských zemí včetně Německa,  Francie a Velké Británie a zástupci Evropské unie (EU). Záruky počítají s vytvořením nadnárodních sil na Ukrajině.

Při pádu malého letadla v Mexiku zahynulo sedm lidí

Při pokusu o nouzové přistání se v Mexiku v pondělí zřítilo malé letadlo. Nejméně sedm lidí zahynulo, informovala dnes agentura AP s odvoláním na místní úřady.

Machado se při útěku z Venezuely zranila, Nobelovu cenu převzala se zpožděním

Vůdkyně venezuelské opozice a nositelka Nobelovy ceny za mír María Corina Machado se při dramatickém útěku z vlasti vážně zranila. Z Venezuely prchala na malém člunu v nebezpečných podmínkách a s rizikem vojenského zásahu. Do Osla dorazila pozdě, cenu převzala symbolicky a zopakovala, že se chce vrátit domů.

Trump zažaloval BBC za údajnou pomluvu, žádá odškodné až deset miliard dolarů

Americký prezident Donald Trump v pondělí večer (v noci na dnešek SEČ) zažaloval stanici BBC za údajnou pomluvu kvůli sestříhanému záznamu projevu ze 6. ledna 2021, který vyvolával dojem, že vyzýval své příznivce k útoku na Kapitol. Podle žaloby, o níž informují světové tiskové agentury, Trump po britské veřejnoprávní stanici žádá odškodné pět miliard dolarů za každý ze dvou bodů žaloby, tedy celkem až deset miliard dolarů (207 miliardy Kč). Šéf Bílého domu tak podle Reuters otevřel mezinárodní frontu ve svém boji proti médiím, které o něm podle jeho názoru informují nepravdivě či nespravedlivě.

Syn Roba Reinera je ve vazbě pro podezření z vraždy rodičů

Syn legendárního režiséra Roba Reinera a producentky Michele Singer Reiner byl zatčen poté, co byli jeho rodiče nalezeni mrtví ve svém domě v Los Angeles ve čtvrti Brentwood. Policie Nicka Reinera vede jako podezřelého z jejich vraždy a případ dál vyšetřuje.

Cliff Richard po léčbě rakoviny apeluje na muže: Nečekejte, jděte na vyšetření

Cliff Richard, jedna z největších ikon britské popové scény, poprvé otevřeně promluvil o roční léčbě rakoviny prostaty. Nemoc u něj lékaři zachytili včas a zpěvák dnes zdůrazňuje, jak zásadní může být jedno vyšetření. Varuje, že muži prevenci stále podceňují, a žádá změny, které by mohly zachránit tisíce životů.

KOMENTÁŘ: Investoři se poperou o akcie SpaceX. Tito hráči už ale svůj podíl mají

OpenAI, Anthropic, Revolut a teď SpaceX. Všechny tyto společnosti uvažují o vstupu na burzu a vesmírná mašina Elona Muska chce být tou nejhodnotnější. SpaceX míří na ocenění 1,5 bilionu dolarů. Kdo všechno si firmu „zaháčkoval“ předem?

Jednou z obětí útoku v Sydney je Slovenka, úřady zveřejnily jména útočníků

Jedna z obětí nedělního útoku na účastníky oslav židovského svátku chanuka na pláži Bondi Beach v Sydney je Slovenka, uvedl dnes slovenský prezident Peter Pellegrini. O smrti v Austrálii žijící ženy již předtím informovala exprezidentka Zuzana Čaputová, která dotyčnou označila za blízkou rodinnou přítelkyni. Mezi dalšími čtrnácti oběťmi, jejichž památku přicházejí na místo masakru uctít obyvatelé Sydney, jsou mimo jiné rabín či desetiletá dívka. Australské úřady mezitím zveřejnily jména obou útočníků.

Ruský soud zakázal Pussy Riot jako extremistickou organizaci

Moskevský soud dnes označil skupinu Pussy Riot za extremistickou organizaci a zakázal její činnost na území Ruska, informovala dnes ruská média. Za spolupráci s organizacemi, které úřady zakázaly jako extremistické, hrozí v Rusku vězení. Jedna ze zakládajících členek skupiny Naděžda Tolokonnikovová míní, že cílem soudního rozhodnutí je vymazat Pussy Riot z ruského povědomí.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama