-6.4 C
Czech
Čtvrtek 8. ledna 2026
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

Trump vydal příkaz, aby USA opustily desítky mezinárodních organizací

Americký prezident Donald Trump ve středu nařídil, aby Spojené státy opustily 66 mezinárodních organizací, které podle jeho administrativy neslouží americkým zájmům. Oznámil to Bílý dům na sociální síti X. Jde o 35 organizací nespadajících pod OSN a 31 agentur OSN. Agentura AFP napsala, že zásadní je chystané americké odstoupení od Rámcové úmluvy OSN o změně klimatu (UNFCCC), která položila základ pro celosvětová jednání o klimatických změnách a opatřeních proti nim. Eurokomisař pro klima Wopke Hoekstra označil tento krok za politováníhodný a nešťastný.

Střety mezi syrskou vládou a kurdskými bojovníky v Aleppu vyhnaly tisíce civilistů

Severosyrské Aleppo zažívá nejvážnější střety za poslední měsíce. Boje mezi vládními silami a kurdskými jednotkami vyhnaly z domovů desetitisíce civilistů a znovu odkryly křehkost poválečného uspořádání země.

Dvojčata ze Švýcarska se perou o olympijskou nominaci

Dvě stejné tváře, jeden sen. Švýcarská dvojčata Thomas a Robin Bussard čekají na verdikt, který jim může otevřít dveře na olympiádu v Itálii. O nominaci bojují v novém sportu, kde se nejdřív šplhá do kopce a pak se jede co nejrychleji dolů.

Warner Bros Discovery znovu odmítla nabídku Paramountu

Představenstvo Warner Bros. Discovery doporučilo akcionářům znovu odmítnout nepřátelskou nabídku Paramount Skydance. Firma se dál drží už podepsané dohody s Netflixem, která se týká studiového a streamovacího byznysu.

Nick Reiner má stanout před soudem kvůli vraždě rodičů

Nick Reiner má ve středu stanout před soudem v Los Angeles kvůli obvinění, že v prosinci ubodal své rodiče, filmaře Roba Reinera a Michele Singer Reiner. Je mu 32 let a čelí dvěma bodům obžaloby z vraždy prvního stupně.

Inflace v eurozóně zpomalila na dvě procenta. Nejistota trvá

Inflace v eurozóně dosáhla v prosinci dvou procent, ukázaly údaje zveřejněné statistickým úřadem Eurostat. Jedná se o analytiky očekávaný výsledek a cíl Evropské centrální banky (ECB), který potvrzuje slova evropských představitelů, že cenové tlaky ustupují.

Írán varoval USA a Izrael, že je připraven podniknout silnou odvetu

Írán považuje prohlášení Spojených států a Izraele ohledně protestů v Íránu za hrozbu a varoval, že případný zásah do dění v zemi nenechá bez odezvy. Informovala o tom dnes agentura AFP s odvoláním na šéfa íránské armády Amíra Hatamího. Íránská reakce přichází několik dnů poté, co americký prezident Donald Trump pohrozil, že Spojené státy tvrdě zasáhnou, pokud Írán bude zabíjet demonstranty v ulicích.

Ukrajina a Rusko hlásí po jedné oběti po nepřátelských útocích

Po ukrajinském dronovém útoku na ropný sklad ve Starooskolském okrese ruské Belgorodské oblasti začalo hořet několik nádrží, ale nikdo nebyl zraněn, uvedl dnes gubernátor regionu Vjačeslav Gladkov. O ukrajinském útoku na ropný sklad v Belgorodské oblasti píše bez podrobností i agentura Reuters s odvoláním na velitele dronových jednotek. Gladkov později uvedl, že jednoho člověka zabil výbuch nepřátelského dronu v obci Gruzskoje. Rusové podle serveru Ukrajinska pravda naopak zabili jednoho člověka v jihoukrajinském městě Cherson.

KOMENTÁŘ: Trumpův obří transfer ropy z Venezuely? Američanům by zdroje vydržely jen dva dny

Americký prezident Donald Trump v noci na středu oznámil, že dohlédne na přepravu 30 až 50 milionů barelů ropy z Venezuely do USA a jejich prodej. Z transferu prý budou profitovat obě země. Jenže i kdyby se černé zlato neprodávalo a využili ho jen Američané, při aktuální spotřebě by jim vydrželo dva až tři dny.

Jih Austrálie svírá nejhorší vlna veder od Black Summer, roste riziko požárů

Jih a jihovýchod Austrálie se potýkají s extrémním počasím. Teploty šplhají nad 40 °C a úřady varují před požáry i přetíženou energetickou sítí. Meteorologové situaci přirovnávají k podmínkám, které země zažila během Black Summer.

Jemenská prezidentská rada obvinila vůdce separatistů z vlastizrady

Čtyři lidé dnes zahynuli při vzdušných úderech koalice vedené Saúdskou Arábií na provincii Dálí, která je baštou vůdce jihojemenských separatistů Ajdarúse Zubajdího, píše agentura AFP. Toho současně jemenská prezidentská rada vyloučila ze svých řad a obvinila z vlastizrady, které se měl dopustit úsilím o odtržení několika provincií od Jemenu.

Petro řekl, že Trump má senilní mozek. Obvinění z narkoterormismu odmítá

Kolumbijský prezident Gustavo Petro řekl, že Donald Trump má „senilní mozek“ a lidi označuje za „narkoteroristy“, protože mu nechtějí vydat ropu nebo uhlí. Trump zase Petra obvinil z provozování „továren na kokain". Trump po sobotním útoku na Venezuelu pohrozil i dalším zemím, předseda Sněmovny Mike Johnson odmítl možnost násilné anexe Grónska.

Venezuela předá USA až 50 milionů barelů ropy, uvedl Trump

Venezuela předá 30 až 50 milionů barelů sankcionované ropy Spojeným státům, které ji prodají za tržní cenu. Na své sociální síti Truth Social to v úterý oznámil americký prezident Donald Trump s tím, že na využití získaných peněz dohlédne on sám. Chce se ujistit, že z nich bude mít užitek lid obou zemí, tedy Venezuely i Spojených států.

Morgan Stanley žádá o krypto ETF navázané na bitcoin a solanu

Morgan Stanley poslala americké komisi SEC žádosti o spuštění dvou fondů typu ETF, které mají sledovat cenu bitcoinu a solany. Pro velkou banku je to dosud nejviditelnější krok směrem k veřejně obchodovaným krypto produktům.

USA diskutují o možnostech získání Grónska, včetně použití vojenské síly, uvádí Bílý dům

Bílý dům potvrdil, že Donald Trump znovu otevírá plán na získání Grónska. Ve hře má být i použití americké armády. Evropské vlády i Kanada reagují tvrdě a mluví o respektu k suverenitě. Informovala o tom agentura Reuters či server BBC.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama