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

Rusko chce jednat přes Schrödera, EU je proti. Podle Kallas působí jako lobbista ruských firem

Šéfka unijní diplomacie Kaja Kallas v pondělí odmítla možnost, že by bývalý německý kancléř Gerhard Schröder mohl zastupovat Evropskou unii v případných jednáních o Ukrajině. Návrh o víkendu předložil ruský prezident Vladimir Putin, podle něhož se válka blíží ke konci a Evropa by mohla jednat o novém bezpečnostním uspořádání.

Unijní ministři rozhodli o plném obnovení Dohody o spolupráci mezi EU a Sýrií

Unijní ministři zahraničí dnes rozhodli o plném obnovení Dohody o spolupráci mezi EU a Sýrii. Jde o důležitý krok směrem k posílení bilaterálních vztahů mezi unijním blokem a blízkovýchodní zemí, uvedla Rada EU ve svém prohlášení.

Švýcarská centrální banka bitcoin do rezerv přidávat nemusí

Švýcarští zastánci kryptoměn vzdávají snahu prosadit, aby tamní centrální banka držela bitcoin ve svých rezervách. Kampaň nezískala dost podpisů pro vyvolání referenda a podle jejího zakladatele zatím skončí.

Šest mrtvých nalezli v nákladním vlaku v Texasu u hranice s Mexikem

Šest lidí bylo v neděli nalezeno mrtvých v nákladním vlaku na jihu Texasu. Těla objevil zaměstnanec železniční společnosti Union Pacific v depu ve městě Laredo u hranice s Mexikem. Identita zesnulých ani okolnosti jejich úmrtí zatím nejsou známy, uvedl podle deníku The New York Times mluvčí místní policie.

KOMENTÁŘ: Ne, není to akcie, bitcoin ani zlato. Takhle bláznivě se chová korejský index

Kdybyste na začátku letošního roku investovali do této pozice, máte dnes už téměř dvojnásobek vkladu. Jihokorejský akciový index KOSPI předvádí výkony jako z jiného světa. K výkonnostním nebesům ho táhne zejména poprask kolem AI. Které firmy v něm jsou zastoupeny?

Prvním úkolem maďarské diplomacie je podle budoucí ministryně obnova důvěry

Prvním úkolem diplomacie nové maďarské vlády bude obnovit uvnitř Evropské unie a Severoatlantické aliance důvěru vůči Maďarsku. Dnes to v evropském výboru maďarského parlamentu prohlásila kandidátka na ministryni zahraničí Anita Orbán. V sobotu maďarští poslanci zvolili novým premiérem středopravicového politika Pétera Magyara, který u moci po 16 letech vystřídal národního konzervativce Viktora Orbána.

Rusko navzdory příměří dále útočí podél frontové linie, řekl Zelenskyj

Rusko se od sobotního začátku třídenního příměří oznámeného USA zdrželo masivních leteckých a raketových úderů na Ukrajinu, ale nezastavilo útoky podél frontové linie, uvedl dnes ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Ruské ministerstvo obrany z porušování klidu zbraní viní naopak ukrajinské ozbrojené síly. Podle šéfa ruského ministerstva Andreje Belousova ho za posledních 24 hodin Ukrajina porušila v 16.071 případech.

Výletní loď s hantavirem: Francie hlásí první případ, WHO cestujícím doporučila 42 dní v karanténě

Evakuace cestujících z výletní lodi MV Hondius, na níž bylo odhaleno ohnisko smrtícího hantaviru, má být dokončena v pondělí repatriačními lety z Tenerife. Na palubě lodi plující pod nizozemskou vlajkou bylo v době nahlášení několika případů závažného respiračního onemocnění 147 cestujících a členů posádky, část pasažérů však plavidlo opustila už dříve. Tři nakažení zemřeli.

Trump: Reakce Íránu na návrh ukončení války je „zcela nepřijatelná“

Donald Trump odmítl íránskou reakci na americký návrh dohody o ukončení války. Americký prezident ji označil za „naprosto nepřijatelnou“ a znovu tak zchladil naděje na rychlé uzavření konfliktu, který trvá už deset týdnů.

Slavia po derby trestá fanoušky i hráče

Pražské derby mezi Slavií a Spartou má tvrdou dohru. Klub už rozdal první tresty fanouškům, zavřel Tribunu Sever a zároveň odstavil dva hráče A týmu. Tomáš Chorý a David Douděra podle šéfa klubu Jaroslava Tvrdíka za Slavii už nikdy nenastoupí.

Americký Senát se chystá projednat klíčový zákon o kryptu

Američtí senátoři se příští týden vrátí k dlouho očekávanému zákonu, který má nastavit jasnější pravidla pro kryptoměny. Návrh známý jako Clarity Act by mohl ukončit spor, v němž proti sobě stojí kryptofirmy a bankovní sektor.

Šéf Kanárských ostrovů se obával plavajících krys s hantavirem

Experti museli několik hodin před začátkem evakuace lodi, kterou zasáhla nákaza hantavirem, rozptýlit obavy, že by na Kanárské ostrovy mohli doplavat nakažení hlodavci. Podle španělských médií takovou obavu vyjádřil šéf regionální vlády souostroví Fernando Clavijo. Mimo jiné se odkazoval na text vytvořený umělou inteligencí, podle kterého jsou krysy výbornými plavci. Podle expertů je však vyloučené, že by se takovým způsobem mohl na Kanárských ostrovech hantavirus rozšířit.

Írán poslal USA odpověď na návrh na ukončení války, uvádí média

Írán zaslal Spojeným státům prostřednictvím Pákistánu svou odpověď na americký návrh na ukončení války, uvedla dnes odpoledne íránská státní média. Podle zdroje agentury Reuters Pákistán, který je zprostředkovatelem jednání, íránské sdělení převzal a předal ho Spojeným státům.

Putin: Konflikt na Ukrajině se chýlí ke konci

Ruský prezident Vladimir Putin naznačil, že válka Ruska proti Ukrajině by se mohla blížit ke konci. Prohlásil to na sobotní zredukované vojenské přehlídce ke Dni vítězství v Moskvě.

Ukrajinské úřady informují o několika zraněných lidech kvůli ruským útokům

Ukrajinské úřady informují o několika zraněných lidech kvůli ruským útokům. Drony zranily dva lidi v Chersonu a jeho okolí, napsal dnes ráno server Ukrajinska pravda s odvoláním na úřady. V Dněpropetrovské oblasti byla podle šéfa správy tohoto regionu Oleksandra Hanži zraněna tříletá holčička. V sobotu pozdě večer místní činitelé informovali o pěti zraněných po dronovém útoku na Charkov. Mezi Ruskem a Ukrajinou přitom platí třídenní příměří.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama