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

Sydney Sweeney zakládá vlastní produkční společnost

Sydney Sweeney po finále Euphoria oznamuje další kariérní krok. Zakládá vlastní produkční společnost Honey Trap a ukazuje, že chce mít v Hollywoodu větší vliv nejen jako herečka, ale i jako producentka.

Trump chce dostat nové modely AI pod dohled vlády

Americký prezident Donald Trump podepsal exekutivní nařízení, které má posílit dohled vlády nad novými modely umělé inteligence. Technologické firmy mají dát úřadům prostor k jejich posouzení ještě před veřejným uvedením. Bílý dům tím mění dosavadní volnější přístup k rychle rostoucí technologii.

Britští policisté zatýkali umírajícího, kdežto vrah ze sebe dělal oběť rasového útoku. Záběry z kamer odhalily děsivé skutečnosti

Britští policisté zveřejnily záznamy z kamer loňské vraždy osmnáctiletého studenta Henryho Nowaka. Záznam odhalil, že policisté umírajícího člověka na zemi zatkli a spoutali, přičemž si nevšímali jeho smrtelných zranění.

Plocha Ruskem okupovaného území na Ukrajině se v květnu opět zmenšila

Ukrajina v květnu dobyla zpět přibližně 282 kilometrů čtverečních, čímž druhý měsíc za sebou zmenšila plochu území okupovaného Ruskem. Uvedla to dnes agentura AFP s odvoláním na vlastní analýzu údajů poskytnutých americkým Institutem pro studium války (ISW). V dubnu se plocha území ovládaná Moskvou - poprvé za dva a půl roku - zmenšila o přibližně 120 kilometrů čtverečních, dodala AFP.

Mikroplasty z pitné vody by mohla odstranit upravená řasa

Mikroskopické kousky plastů dnes plavou prakticky všude, od lesních tůní až po pitnou vodu, a běžné čistírny si s nimi neumí poradit. Vědci z University of Missouri ale objevili překvapivého spojence v boji s tímto globálním znečištěním. Geneticky upravené řasy dokážou drobné částice plastu přitáhnout jako magnet a vytvořit z nich chomáče, které se z vody snadno odstraňují. Jako bonus navíc příjemně voní po citrusové kůře.

Izrael tvrdí, že mu USA povolily zasáhnout Bejrút, pokud Hizballáh zaútočí

Izraelský ministr obrany Jisrael Kac uvedl, že jeho země získala souhlas Spojených států k úderu na jižní předměstí Bejrútu, baštu militantního hnutí Hizballáh, v případě útoku této proíránské skupiny na izraelské území. S odkazem na prohlášení Kacovy kanceláře o tom napsala agentura AFP.

Bitcoin spadl pod 70 tisíc dolarů

Bitcoin v úterý prohloubil pokles a dostal se pod hranici 70 tisíc dolarů. Trh dál vstřebává první zveřejněný prodej bitcoinů společností Strategy, která patří mezi největší firemní držitele této kryptoměny. Na náladě investorů se zároveň podepsalo i ochlazení na akciových trzích.

Lesních požárů bylo loni méně. Přesto způsobily rekordní škody

Lesní požáry způsobily v roce 2025 rekordní finanční škody. Informoval o tom list The Independent s odkazem na studii zveřejněnou v časopisu Nature. Vyšly dráž než hurikány, zemětřesení a povodně dohromady, přestože jich bylo méně. Vědci popsali, jak se chování lesních požárů mění.

Trump chce uvalit další cla. Na mušce má Brazílii

Úřad obchodního zástupce Spojených států (USTR) navrhl uvalení cla ve výši 25 procent na Brazílii. Jako důvod uvedl nekalé obchodní praktiky. Úřad vyšetřuje několik dalších obchodních partnerů USA, kteří by mohli čelit novým clům.

Trump o rozhovorech s Íránem: Je mi to jedno, začíná to být nuda

Americký prezident Donald Trump bagatelizoval možný krach mírových rozhovorů s Íránem. Prohlásil, že jednání „začínají být nudná“ a že „je mu úplně jedno“, jestli skončí. Podle íránské tiskové agentury Tasnín íránští vyjednavači zastavili dialog a předávání zpráv s USA kvůli izraelské vojenské aktivitě v Libanonu.

USA uvažují o rozmístění jaderných zbraní v dalších evropských zemích NATO

Spojené státy uvažují o rozmístění jaderných zbraní v dalších evropských zemích, které jsou v NATO, píše dnes list Financial Times (FT). Cílem je ujistit spojence, že omezení americké konvenční vojenské podpory neoslabí bezpečnostní záruky. Zájem o rozmístění amerických jaderných zbraní už projevily Polsko a některé pobaltské země.

Libanon oznámil částečné příměří mezi Izraelem a Hizballáhem

Libanon oznámil dohodu o částečném zastavení útoků mezi Hizballáhem a Izraelem. Příměří se týká především Bejrútu a jeho předměstí, boje na jihu Libanonu však pokračují a situaci dál komplikuje napětí mezi Spojenými státy a Íránem.

Ogrodníková ovládla oštěp na Odložilově memoriálu

Bronzová olympijská medailistka Nikola Ogrodníková se po mateřské pauze dál vrací do formy. Na Odložilově memoriálu v Praze vyhrála soutěž oštěpařek výkonem 59,87 metru. Dařilo se také dálkaři Radku Juškovi, koulaři Tomáši Staňkovi nebo oštěpaři Martinu Konečnému, který si výrazně vylepšil osobní rekord.

Kyjev a Dnipro čelily ruským vzdušným úderům, nejméně devět mrtvých, tvrdí úřady

Ruský vzdušný úder na ukrajinské město Dnipro v noci na dnešek zabil nejméně pět lidí, dalších 25 zranil. Podle agentur Reuters a AFP to uvedly místní úřady. Rozsáhlému vzdušnému úderu čelil v noci i Kyjev. Starosta Vitalij Kličko uvedl, že v Kyjevě útoky zabily čtyři lidi a zranily jich dalších 58. V metropoli na několika místech vypukly požáry a část města zůstala bez proudu, dodal Kličko. Brzy ráno se podle agentury Reuters v Kyjevě znovu ozývaly výbuchy.

Kolumbii čeká napjaté finále prezidentských voleb

Kolumbijské prezidentské volby míří do druhého kola. V něm se 21. června utkají pravicový populista Abelardo de la Espriella a levicový senátor Iván Cepeda. První kolo ukázalo hluboce rozdělenou zemi, kde voliči dali jasně přednost výrazným politickým pólům před tradičním středem.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama