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

Arménie hodlá do roku 2028 požádat o členství v EU

Arménie plánuje do roku 2028 oficiálně požádat o členství v Evropské unii, uvedl dnes premiér Nikol Pašinjan. Podle agentury AFP oznámení naznačuje další odklon jihokavkazské země od Ruska. Arménie bývala součástí Sovětského svazu a později spojencem Moskvy, na jejím území se nachází ruská vojenská základna. V posledních letech se však vztahy mezi Jerevanem a Moskvou zhoršují.

Desítky letů v Evropě čelily bombovým hrozbám. Mezi cíli byla i Praha

Nejméně 25 evropských letů ve čtvrtek zasáhla nová vlna anonymních bombových hrozeb. Některá letadla musela změnit trasu, další doprovázely vojenské stíhačky. Výhrůžky se týkaly také čtyř spojů mířících do Prahy. Podle dosavadních informací všechna letadla bezpečně přistála a výbušniny se nenašly.

Česko prodalo Srbsku šest letounů L-39 Skyfox

Česko prodalo Srbsku šest letounů L-39 Skyfox, které vyrábí společnost Aero Vodochody. Premiér Andrej Babiš (ANO) to dnes řekl na bezpečnostní konferenci Prague Security Dialogue v Praze. Aero nyní může potvrdit nabídku kontraktu, sdělil následně na dotaz ČTK mluvčí Aera Lukáš Hora bez dalších podrobností.

USA: Otec shodil své dvě malé děti ze střechy, pak se sám zabil. Měl deprese, omlouvá ho manželka

Dvě malé děti a jejich otec byli nalezeni mrtví poblíž parkovacího domu ve městě Mt. Lebanon v americkém státě Pensylvánie. Podle policie utrpěli všichni tři smrtelná zranění, která zřejmě souvisejí s pádem. Vyšetřovatelé se domnívají, že otec nejprve zavraždil své děti a následně spáchal sebevraždu.

Herec Russell Brand byl uznán vinným ze znásilnění a sexuálních útoků

Britský herec a komik Russell Brand (51) byl ve čtvrtek 5. listopadu uznán vinným ze znásilnění a tří případů sexuálního napadení. Londýnský soud rozhodoval o obviněních týkajících se celkem šesti žen, přičemž čtyři skutky označila porota za prokázané. Brand nyní čeká ve vazbě na vynesení trestu, které je naplánováno na pondělí.

Jason Statham a Guy Ritchie znovu spojí síly. Netflix chystá akční thriller z londýnského podsvětí

Jason Statham se znovu postaví před kameru režiséra Guye Ritchieho. Dvojice, která má za sebou řadu úspěšných kriminálních filmů, připravuje pro Netflix akční thriller Dogfight. Novinka zavede diváky do londýnského podsvětí, kde se odehraje příběh pomsty. Natáčení odstartuje začátkem roku 2027.

Po krádeži 130 miliard korun z Binance začaly americké úřady kontrolovat zabezpečení bank

Krádež kryptoměn za 6,3 miliardy dolarů z burzy Binance vyvolala obavy také v americkém bankovním sektoru. Federální regulační úřady začaly kontaktovat finanční instituce a zjišťovat, zda jejich systémy nejsou vystaveny podobným hrozbám. Dosavadní kontroly přitom neprokázaly, že by útok přímo zasáhl některou z amerických bank.

Oteplování mění pohyb ještěrek a jejich schopnost přežít

Rostoucí teploty mohou výrazně ovlivnit každodenní život ještěrek perlových, které obývají středomořské oblasti. Někteří jedinci se dokážou vyšším teplotám přizpůsobit lépe než jiní. Změny klimatu tak mohou rozhodovat o tom, jak snadno si ještěrky najdou potravu, dostanou se do úkrytu nebo uniknou predátorům.

Ve Francii začínají další velké protesty, uzavřena je tisícovka škol

V Paříži a dalších velkých francouzských městech se dnes scházejí desetitisíce lidí k celonárodním protestům svolaným odbory. Úřady v obavách z opakování říjnových násilností vyslaly do terénu 70.000 policistů a četníků. Protesty pokračují také na středních školách, více než tisícovka jich je v souvislosti s odborářskou stávkou uzavřena, dalších 81 blokují studenti, napsala agentura AFP.

Republikáni našli obětního beránka volebního debaklu. Trump ho však odmítá odvolat

Republikáni se po volebním debaklu otáčejí zády k ministrovi obrany Petu Hegsethovi. K hlasování o impeachmentu ministra války by ve Sněmovně reprezentantů mohlo dojít příští týden. Prezident Donald Trump odmítá Hegsetha odvolat.

Z Kuby odjela další turecká plovoucí elektrárna, z osmi zůstává už jen jedna

Z Kuby tento týden odplula další turecká plovoucí elektrárna, která pomáhala několik let mírnit dopady výpadků elektřiny na tomto karibském ostrově. Podle agentury EFE tak zůstává na Kubě už jen jedno z celkem osmi takových tureckých plavidel, které dodávaly místním elektřinu. Kuba zažila letos už osm celonárodních blackoutů a běžně její obyvatelé nemají elektřinu i 20 hodin denně, což se týká i metropole Havany. Výpadky proudu jsou přitom často spojeny i s omezením dodávek vody.

Američtí miliardáři si jdou po volbách po krku. Vyčítají si astronomické finanční dary

Američtí miliardáři se ve středu probudili do „modré Ameriky“ a růstu na Wall Street. Zatímco demokraté oslavují drtivé vítězství v obou komorách Kongresu, někteří z nejbohatších politických dárců si vyměňují výtky kvůli rekordním částkám vynaloženým na podporu preferovaných stran. Jiní zase vyjadřují obavy ze zpomalení boomu umělé inteligence (AI).

KLDR uspořádala cvičení s řízenými střelami, mohly nést kazetové hlavice

Severní Korea ve středu provedla zkušební odpal z nově vyvinutého protiletadlového raketového systému a uspořádala cvičení útoku řízenými střelami. S odkazem na dnešní zprávu severokorejské státní agentury KCNA o tom informovala agentura Reuters.

Vance obvinil z volebního debaklu válku s Íránem. A Trump s ním souhlasil

Republikánská strana utrpěla drtivou porážku ve volbách kvůli válce s Íránem a všichni to vědí, napsal ve středu americký viceprezident J. D. Vance na sociální síti X. Přiznal, že průzkumy naznačovaly vítězství demokratů, přesto ho výsledek midterms překvapil. Odborník na zahraniční politiku označil jeho vyjádření za způsob, jak se distancovat od prezidenta Donalda Trumpa před dalšími prezidentskými volbami.

Roman Staněk se vrací do formule 2

Český závodník Roman Staněk se po roční přestávce vrací do formule 2. Dvaadvacetiletý jezdec podepsal smlouvu s novým týmem LN4 Fusion, za kterým stojí mistr světa formule 1 Lando Norris. Po letošním působení v japonské Super Formuli tak znovu zamíří do juniorského šampionátu, který představuje jednu z hlavních cest do formule 1.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama