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

Jessica Biel míří do filmu o světě Playboye. Hefnerova vdova ji před rolí varuje

Připravovaný film Playmates vyvolal spor ještě před uvedením. Crystal Harris, vdova po zakladateli Playboye Hughu Hefnerovi, veřejně vyzvala Jessicu Biel, aby svou účast zvážila, pokud má snímek prostředí Playboye nebo samotného Hefnera romantizovat. Biel má ve filmu ztvárnit jeho fiktivní manželku.

Včely přestávají poznávat vůni květin. Vědci popsali neviditelnou hrozbu

Znečištění ovzduší může ztížit opylovačům vyhledávání květin. Vědci zjistili, že narušuje pachové signály květin, což pak mate včely, můry a další hmyz. Schopnost opylovačů vyhledávat potravu podle nich může klesnout o více než polovinu.

Kryptofirmy žalují BitGo o 141 milionů dolarů kvůli údajnému předčasnému prodeji tokenů

Dvě společnosti napojené na kryptoměnovou firmu DWF Labs žalují správce digitálních aktiv BitGo o 141 milionů dolarů. Tvrdí, že BitGo prodal tokeny Falcon Finance a ESPORTS ještě před vypršením smluvené doby uzamčení a způsobil tím propad jejich ceny. BitGo se k žalobě zatím nevyjádřil.

EU tlačí na Čínu kvůli obchodní nerovnováze. Šefčovič chce hmatatelné výsledky

Evropská unie a Čína uzavírají v Pekingu dva dny obchodních rozhovorů zaměřených na rostoucí nerovnováhu ve vzájemném obchodu. Brusel požaduje konkrétní kroky, které by evropským firmám usnadnily přístup na čínský trh a pomohly vyrovnat obchodní vztahy mezi oběma ekonomikami.

Bojuj, Minnesoto! Trump vyzval k odporu vůči somálským migrantům

Americký prezident Donald Trump vyzval obyvatele státu Minnesota, aby se postavili na odpor somálským imigrantům. Šéf Bílého domu vzkázal tamnímu guvernérovi a také starostovi, že federální vláda je připravena poskytnout potřebnou pomoc.

Nobelovu cenu za mír získala jihoafrická právnička a soudkyně Pillay

Nobelovu cenu za mír získala jihoafrická právnička Navanethem "Navi" Pillay za snahu o prosazování míru a mezinárodního práva, oznámil Nobelův výbor. Někdejší soudkyně Mezinárodního trestního soudu (ICC) a Mezinárodního tribunálu pro Rwandu (ICTR) vždy neochvějně hájila principy mezinárodního právního řádu, spravedlnost a lidskou důstojnost, uvedl výbor udělující ocenění.

Polský parlament zakázal noční prodej alkoholu a reklamu na pivo

Polští poslanci schválili zákaz nočního prodeje alkoholu. Nové omezení je namířené na večerky a čerpací stanice, netýká se barů či restaurací, informují polská média. V Polsku také bude platit zákaz reklamy na pivo.

Yosemitské louky čeká obnova na desítky let

Louky v Národním parku Yosemite se ani více než sto let po ukončení intenzivní pastvy nedokázaly samy obnovit. Vědci se je nyní snaží obnovit výsadbou původních ostřic, které mají pomoci zlepšit stav půdy a postupně obnovit její schopnost ukládat uhlík.

Labouristé obhájili v doplňovacích volbách v Londýně mandát po Starmerovi

Labouristická strana premiéra Andyho Burnhama zvítězila ve čtvrtečních doplňovacích volbách do britské dolní sněmovny v londýnském obvodu Holborn a St Pancras, informovala média. Labouristé křeslo, které uvolnil bývalý lídr labouristů a někdejší premiér Keir Starmer, obhájili proti silné výzvě levicových Zelených. To podle agentury Reuters politicky posílí současného předsedu vlády Burnhama.

Strach z války o Tchaj-wan je přehnaný, míní diplomat. Ekonomické dopady by však byly katastrofální

Investoři přeceňují riziko ozbrojeného konfliktu o Tchaj-wan, uvedl Michael DeSombre, náměstek ministra zahraničí pro záležitosti východní Asie a Tichomoří. Čínského prezidenta Si Ťin-pchinga označil za „velmi racionálního aktéra“, který si uvědomuje potenciální dopady napadení ostrova. Válka mezi USA a Čínou o Tchaj-wan by vedla k ekonomické katastrofě.

Rusko zasáhlo obytnou část Záporoží, zemřel jeden člověk

Ruská armáda dnes ráno podnikla šest úderů na Záporoží a zasáhla obytnou čtvrť. Jeden muž zemřel, informoval úřadující šéf regionální vojenské správy Mychajlo Semikin. Úřady v ruské Belgorodské oblasti hlásí po ukrajinském útoku dva mrtvé. Drony druhou noc po sobě zasáhly datové centrum největší ruské technologické společnosti Jandeks (Yandex).

Svět se bojí plicního moru, Rusové krčí rameny. Úřadům nedůvěřují

Když se ruské město Šelechov ocitlo v centru pozornosti médií kvůli úmrtí laborantky Irkutského výzkumného protimorového institutu, na sociálních sítích se začal šířit strach z epidemie plicního moru. Mnozí Rusové žijící v Šelechově a okolních městech jsou skeptičtí a nedůvěřiví.

Zásah ICE se změnil v drama. Agent střílel na auto s pětiletým dítětem

Agent amerického Imigračního a celního úřadu (ICE) ve čtvrtek v Bronxu v New Yorku postřelil muže. Podle policejních zdrojů se pokusil najet do agentů. Muž skončil v nemocnici a je mimo ohrožení života. V autě se nacházelo i pětileté dítě.

Přímý přenos z popravy. Smrt útočníka z Fort Hood popravčí četou má být vysílána živě

Spojené státy plánují 3. prosince veřejně odvysílat popravu bývalého armádního psychiatra Nidala Hasana, který v roce 2009 zastřelil 13 lidí na vojenské základně Fort Hood v Texasu. Pokud se uskuteční, půjde o první popravu popravčí četou v americké armádě od druhé světové války a vůbec první živě přenášenou popravu v historii USA. Plán oznámil ministr obrany Pete Hegseth, podle něhož má veřejnost vidět, jaké následky mají podobné zločiny.

USA podle Trumpa neobnoví útoky na Írán před volbami do Kongresu

Spojené státy neobnoví útoky na Írán před listopadovými volbami do amerického Kongresu, uvedl dnes americký prezident Donald Trump s tím, že Washington vede s Teheránem produktivní jednání. Americká blokáda íránských přístavů však bude pokračovat, napsal také na sociální síti Truth Social. Američané půjdou ke kongresovým volbám 3. listopadu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama