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

Teherán neumožní inspektorům MAAE návštěvu jaderných zařízení poničených údery

Teherán nepovolí inspektorům Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) návštěvu jaderných zařízení poškozených americko-izraelskými údery. Na tiskové konferenci to dnes podle agentury AFP řekl mluvčí íránského ministerstva zahraničí Esmáíl Baghájí. Podle mluvčího pro takové inspekce neexistuje žádný protokol a Teherán se bude nadále řídit svými závazky vyplývajícími ze Smlouvy o nešíření jaderných zbraní, jejímž je signatářem, a také dohodou o uplatňování záruk MAAE.

Společnost Oracle loni propustila tisíce zaměstnanců. Místa ruší i letos

Společnost Oracle v loňském roce po celém světě propustila přibližně 21 000 zaměstnanců v rámci zavádění umělé inteligence (AI) do pracovních procesů. Firma očekává rušení pracovních míst i v tomto roce. Za potřebnou infrastrukturu hodlá utratit miliardy dolarů.

Extrémní horko v Británii je budíček. Už nemačkejme odložení, varují odborníci

Části světa sevřely extrémní teploty. V posledních dnech překračují 30 stupňů Celsia. Met Office ve Velké Británii vydal teprve podruhé v historii červený, tedy nejvyšší stupeň varování. Tento týden mohou podle meteorologů teploty v zemi překonat 40 stupňů Celsia. Odborníci upozorňují na letargii v řešení klimatických změn.

Tchaj-wan zahájil pětidenní vojenské cvičení, v ulicích hlídkují tanky

Tchaj-wan v pondělí zahájil pětidenní sérii vojenských cvičení, jejichž cílem je posílit bojovou připravenost ostrova pro případ čínského vojenského útoku. Informovala o tom dnes agentura AP. Ve městě Tchao-jüan, kde se nachází největší mezinárodní letiště na ostrově, projížděly ulicemi a po dálnicích tanky.

Myanmarská armáda během loňských voleb zabila přes 700 civilistů

Myanmarská armáda je za šestiměsíční období během voleb v loňském roce zodpovědná za smrt více než 700 civilistů, uvádí ve zprávě Organizace spojených národů (OSN). Důvěryhodné zdroje jí potvrdily zabití 224 žen a 143 dětí v období mezi srpnem a lednem. Samotné volby byly považovány za podvod, armáda z nich totiž vyloučila opoziční strany. K převratu v zemi došlo před pěti lety. Od té doby trvá v Myanmaru občanská válka. Postup povstalců se však zastavil s tím, jak junta změnila strategii.

KLDR bude nadále jaderným státem, světová bezpečnostní situace to žádá, řekl Kim

Severokorejský vůdce Kim Čong-un prohlásil, že jeho země bude nadále využívat svou pozici jaderného státu, protože v současné komplikované světové bezpečnostní situaci nemá jinou možnost. Kim během jednání vedení Dělnické strany KLDR také hovořil o dalším vyzbrojování armády, napsala dnes agentura Reuters s odkazem na oficiální severokorejskou tiskovou agenturu KCNA.

Madonna vysvětlila, proč nevyšel film o jejím životě

Madonna se znovu vrátila k filmu o vlastním životě, který měl vzniknout u studia Universal Pictures. Projekt s Julií Garner v hlavní roli se nakonec nerozjel a podle zpěvačky byly důvodem hlavně peníze.

Írán a USA dohodly rozmrazení některých fondů a linku o průlivu, zní z Teheránu

Spojené státy a Írán se dohodly při jednáních ve Švýcarsku na rozmrazení 12 miliard dolarů (254 miliard korun) íránských fondů, řekl dnes večer podle agentury Reuters íránský hlavní vyjednávač Mohammad Bágher Ghálíbáf. Při víkendovém jednání ve Švýcarsku se podle něj USA a Írán také dohodly na vytvoření přímé komunikační linky ohledně Hormuzského průlivu, což by mělo pomoci předejít konfliktům.

Výbuch v katarském plynárenském komplexu zabil 13 lidí

Katarský průmyslový komplex Ras Laffan zasáhl silný výbuch, při kterém zemřelo nejméně 13 lidí a dalších 66 utrpělo zranění. Neštěstí se odehrálo v zařízení Barzan, které zásobuje místní průmysl a elektrárny zemním plynem. Úřady mluví o technické havárii a vylučují sabotáž.

Magyar oznámil, že jeho vláda spustí odvolání hlavy státu ústavním dodatkem

Maďarský premiér Péter Magyar dnes v parlamentu oznámil, že jeho vláda se rozhodla dosáhnout odchodu prezidenta Tamáse Sulyoka z funkce ústavním dodatkem. Uvedl také, že v září začne příprava komplexní reformy ústavy, do které se má podle představ nové vlády zapojit celá společnost. Následně bude návrh ústavy předložen občanům ke schválení v referendu, uvedl podle agentur.

Tříletý chlapec, vhozený do krokodýlího výběhu v britské zoo, je z nejhoršího venku

Tříletý chlapec, který ve čtvrtek utrpěl vážná zranění po incidentu ve výběhu s krokodýly v zoologickém areálu Johnsons of Old Hurst v britském hrabství Cambridgeshire, již není v kritickém stavu. Policie oznámila, že jeho zdravotní stav se stabilizoval.

Andy Burnham uvedl, že bude usilovat o post šéfa labouristů a britského premiéra

Bývalý starosta Manchesteru a nynější poslanec Andy Burnham dnes oznámil, že se bude ucházet o post lídra Labouristické strany a tím i předsedy britské vlády. Učinil tak podle všeobecného očekávání krátce poté, co na funkci vůdce labouristů pod sílícím tlakem vlastních spolustraníků rezignoval premiér Keir Starmer. Burnham mu poděkoval za jeho působení v roli předsedy vlády.

Chalamet a Gomez propůjčí hlasy nové animované dvojici

Timothée Chalamet a Selena Gomez se potkají v novém animovaném filmu Not Alone. Chystá ho studio Illumination, které stojí za značkami jako Já, padouch, Mimoni nebo Super Mario Bros. ve filmu.

Írán souhlasil s návratem inspektorů jaderné agentury, řekl J. D. Vance

Teherán souhlasil s návratem inspektorů Mezinárodní agentury pro atomovou energii (MAAE) do Íránu. Na tiskové konferenci to dnes uvedl americký viceprezident J. D. Vance poté, co v noci na dnešek skončilo ve švýcarském Bürgenstocku první kolo americko-íránských rozhovorů na vysoké úrovni. Jednání o působení inspektorů začne již tento týden, dodal Vance s tím, že půjde o první krok k trvalému ukončení íránského programu vývoje jaderných zbraní. Teherán opakovaně popírá, že by o atomovou zbraň usiloval.

Evropu dusí extrémní vedra. Ve Francii zemřeli tři lidé, Británii čeká až 40 stupňů

Evropu zasáhla jedna z nejvýraznějších vln veder letošního roku. Teploty ve Francii a Španělsku překračují 40 stupňů Celsia, úřady vydávají nejvyšší výstrahy a horko si už vyžádalo první oběti. Mimořádně teplé počasí míří také do Británie, kde meteorologové varují před podmínkami ohrožujícími zdraví i běžný chod země.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama