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

Maďarsko vyhostilo deset ruských diplomatů. Moskva slibuje tvrdou odvetu

Maďarsko nařídilo deseti členům ruské diplomatické mise, aby opustili zemi. Podle tamních úřadů se dopouštěli aktivit neslučitelných s diplomatickým postavením. Moskva už oznámila, že na krok Budapešti odpoví.

Produktivita práce v EU roste. Česko zaznamenalo druhý největší propad

Produktivita práce v Evropské unii ve druhém čtvrtletí meziročně vzrostla. Česko se však vydalo opačným směrem. Výkon připadající na jednu odpracovanou hodinu klesl o 0,8 procenta, což byl druhý nejhorší výsledek mezi členskými státy.

Při ruském úderu na Kyjev zemřeli nejméně dva lidé

Nejméně dva lidé zemřeli a dalších deset utrpělo zranění při nočních útocích na Kyjev. Ruské síly obnovily letecké údery na ukrajinské hlavní město v úterý brzy ráno, jen krátce poté, co se obě strany dohodly na třídenním přerušení útoků na vzájemná hlavní města.

Putin a Trump si telefonovali, tématem byla válka na Ukrajině i vzájemné vztahy

Prezidenti Ruska a Spojených států Vladimir Putin a Donald Trump si dnes telefonovali o skončené misi amerických vyjednávačů, kteří se snaží zprostředkovat mírové řešení války na Ukrajině. Oznámil to Kreml, podle kterého oba státníci hovořili o možné výměně vězňů, napsala agentura Reuters. Putin také podle Kremlu seznámil Trumpa s děním na bojišti a americkému prezidentovi řekl, že Rusko nespřádá vůči Evropě žádné nepřátelské plány.

The Inbetweeners se po dvanácti letech vrací. Začalo natáčení třetího filmu

Will, Simon, Jay a Neil se znovu potkají před kamerou. Britská komediální série The Inbetweeners dostane třetí celovečerní film, který naváže na dvojici úspěšných snímků z let 2011 a 2014. Do svých rolí se vrací kompletní hlavní čtveřice.

Ženy nesměly na oči náboženské delegaci. Eiffelovu věž ochromila stávka

Francií otřásá skandál kolem návštěvy Eiffelovy věže, kterou uskutečnila hinduistická náboženská organizace. Když delegace dorazila, ženský personál měl být požádán, aby opustil pracoviště. V pondělí zůstal tento slavný symbol Paříže uzavřen kvůli stávce zaměstnanců.

Británie, Francie a Kanada zavádějí sankce proti izraelským osadám na Západním břehu

Británie zakáže dovoz zboží z izraelských osad na okupovaném Západním břehu. Postup koordinuje s Francií a Kanadou. Londýn krok zdůvodňuje rychlým rozšiřováním osad, rostoucím násilím a obavami, že další výstavba znemožní vznik životaschopného palestinského státu.

Kanada uvalila na USA vysoká cla. Trump pohrozil eskalací

Celní válka mezi USA a Kanadou eskaluje poté, co minulý měsíc ztroskotala obchodní jednání. V platnost vstoupila kanadská odvetná cla v rozmezí 15 až 50 procent uvalená na řadu amerických produktů. Americký prezident Donald Trump navíc v pondělí pohrozil zákazem prodeje kanadských letadel Bombardier v USA. Celní válku pocítí hlavně malé a střední podniky.

Australský regulátor omezil činnost desítek firem

Australský finanční dohled během uplynulého roku zrušil, pozastavil nebo odmítl obnovit 45 registrací poskytovatelů kryptoslužeb a převodů peněz. Důvodem byly provozní nedostatky, nečinnost firem i riziko praní peněz. Mezi dotčenými společnostmi je také GetCoins, jejíž služby podle úřadu zneužívali organizovaní investiční podvodníci.

Británie pošle Ukrajině balíček protivzdušné obrany v hodnotě 100 milionů liber

Británie vynaloží 100 milionů liber (2,82 miliardy korun) na balíček protivzdušné obrany pro Ukrajinu, včetně střel do systému Patriot, oznámila dnes britská vláda. Ministerstvo obrany uvedlo, že vybavení dodá ještě před letošní zimou.

Jehličnany v severských lesích ustupují listnatým stromům

Oteplování postupně proměňuje rozsáhlé lesy na severu planety, v nichž dosud převládaly stálezelené jehličnany. Po požárech, bouřích a dalších událostech narušujících porost se na uvolněných místech rychleji prosazují listnaté stromy. Pomáhají jim také vyšší teploty, delší období růstu a větší množství dusíku v půdě.

Strach na Blízkém východě: Írán měl otestovat novou balistickou raketu

Íránská státní média v pondělí zdůraznila schopnosti nové balistické rakety Qassem Basir. Podle nich změní doktrínu Íránu, který bude moci preventivně eliminovat jakoukoli hrozbu. Mohsen Rezáí, tajemník íránské Nejvyšší rady národní bezpečnosti, v neděli vyzdvihoval schopnosti střely a tvrdil, že již byla otestována při útoku na americkou válečnou loď.

Ukrajinské drony zasáhly cíle v Saratově, odjinud úřady hlásí mrtvé

Nejméně deset raněných, včetně tří dětí, si vyžádal nálet ukrajinských dronů na Saratov, oznámil na sociální síti gubernátor Roman Busargin. Šest zraněných je v péči lékařů v nemocnicích, žádný není v ohrožení života. Jeden člověk podle úřadů zemřel při ukrajinském útoku na čerpací stanici v Brjanské oblasti. Dva lidé přišli o život na Rusy okupovaném Krymu. Ruská obrana během noci sestřelila stovky ukrajinských dronů, tvrdí Moskva.

Čínský vývoz v srpnu vzrostl o čtvrtinu. Táhnou ho auta a technologie

Čínský vývoz v srpnu meziročně vzrostl o 25 procent. Zahraniční poptávka po technologiích a elektromobilech pomáhá průmyslu v době, kdy domácí spotřeba zůstává slabá. Výrazně rostl také dovoz, přesto obchodní přebytek druhé největší ekonomiky světa přesáhl 119 miliard dolarů.

KOMENTÁŘ: Robotaxíky Tesly ztratily lesk. Musk řeší peníze i ostudný náskok konkurence

Bez velké pompy zahájila automobilka Tesla v texaském Austinu ostrý provoz své flotily Cybercabů, tedy autonomních taxíků. Jako by snad i nepřítomný Musk tušil, že tady není moc co slavit. Tesla se pere s regulátory, cenotvorbou i tvrdou konkurencí. A investoři to vidí…
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama