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

Trump zavedl až stoprocentní cla na drony, ty z EU budou platit 15 procent

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek podepsal výnos zavádějící až stoprocentní cla na dovoz bezpilotních letounů, uvedl Bílý dům. Dovoz dronů z Evropské unie, stejně jako z některých dalších zemí, bude podléhat 15procentní celní přirážce.

První etapu Czech Tour ovládl Riley Sheehan

Američan Riley Sheehan vyhrál úvodní etapu Czech Tour z Prahy do Karlových Varů. V hromadném spurtu porazil Brita Bena Turnera, třetí skončil Estonec Romet Pajur. Nejlepší český výsledek zaznamenal šestý Dominik Neuman.

Rusko zesílí snahy o zničení všeho, co Ukrajině dodává Západ, řekl Lavrov

Rusko zesílí své snahy zničit všechno, co Ukrajině dodává Západ. Dnes to v rozhovoru s ruskou státní televizí řekl ministr zahraničí Sergej Lavrov. Vyloučil také možnost okamžitého zastavení bojů. Ukrajina se ruské agresi s pomocí Západu brání bezmála čtyři a půl roku.

Nigel Farage obhájil mandát. Jeho hlavním rivalem byla popelnice

Lídr britské strany Reform UK Nigel Farage vyhrál doplňovací volby v jihoanglickém přímořském letovisku Clacton, a vrátí se tak do britského parlamentu, informuje BBC. Politik v červenci po skandálu s nepřiznanými dary v hodnotě milionů liber oznámil, že se vzdává svého poslaneckého mandátu a bude se o něj znovu ucházet.

V Austrálii prudce ubývají obří sépie

V horní části Spencerova zálivu v Jižní Austrálii letos potápěči napočítali jen 44 obřích australských sépií. Ještě loni jich tam bylo více než 63 000 a v některých letech se jejich počet vyšplhal až ke stovkám tisíc. Za mimořádným propadem může stát rozsáhlý toxický vodní květ, který zasáhl tamní mořské prostředí.

Před požárem u chorvatského letoviska Omiš v noci uteklo 1000 lidí

Chorvatští hasiči od dnešní noci zasahují proti rozsáhlému požáru, který ohrožuje známé přímořské letovisko Omiš nedaleko Splitu. Před ohněm muselo utéct nejméně 1000 lidí, píší místní média. České ministerstvo zahraničí uvedlo, že evakuováno bylo 300 českých turistů. Hasiči proti požáru stále zasahují, situace se ve srovnání s nocí zlepšila, uvedl šéf hasičů Slavko Tucaković. Podle médií se několik desítek lidí zranilo, oběti na životech hlášené nejsou. Velký požár je hlášen i jižněji, na poloostrově Pelješac.

Německo kvůli požáru evakuovalo obec u hranic s Belgií, v Berlíně hořel výškový obytný dům

Němečtí záchranáři dnes kvůli lesnímu požáru evakuovali asi 2000 obyvatel obce Gey u hranice s Belgií, informuje server Západoněmeckého rozhlasu (WDR). Podle agentury DPA hasiči zasahují také u požáru obytného výškového domu nedaleko východoberlínského vlakového nádraží. Zranění utrpělo asi pět lidí.

Polsko překazilo plán na vraždu Američana, podle Tuska ho řídilo Rusko

Polské bezpečnostní složky zadržely ruského občana podezřelého z přípravy vraždy Američana ukrajinského původu. Premiér Donald Tusk tvrdí, že muže najaly ruské tajné služby. Zamýšlený útok se podařilo překazit krátce před jeho provedením.

Těžař bitcoinu Riot získal kontrakt za 9,1 miliardy dolarů

Společnost Riot Platforms uzavřela dvacetiletou smlouvu na poskytování výpočetní kapacity jedné z předních firem zabývajících se umělou inteligencí. Provozovatel bitcoinových dolů tak pokračuje v rozšiřování svého podnikání mimo těžbu kryptoměn.

Stíhačky NATO sestřelily dron nad Lotyšskem

Lotyšská armáda dnes nad ránem oznámila, že stíhačky NATO sestřelily dron ve vzdušném prostoru země. Finsko v podobnou dobu omezilo letecký a lodní provoz na východě Finského zálivu. Do vzdušného prostoru zemí sousedících s Ruskem či Ukrajinou letos opakovaně pronikly bezpilotní letouny zapojené do Ruskem vyvolané války na Ukrajině.

Britská ekonomika ve druhém čtvrtletí zpomalila na 0,4 procenta

Britská ekonomika pokračovala ve druhém čtvrtletí v růstu, její tempo však zpomalilo. Hrubý domácí produkt se od dubna do června zvýšil o 0,4 procenta po růstu o 0,6 procenta v prvních třech měsících roku. Výsledek odpovídal očekávání ekonomů.

Fulham odešel ze hřiště, Málaga kopla penaltu do prázdné branky

Přípravný zápas Fulhamu s Málagou skončil nevídaným zmatkem. Po remíze 2:2 zamířili hosté do šaten, zatímco domácí poslali penaltu do prázdné branky a začali slavit zisk trofeje Costa del Sol.

Maersk hlásí silný zisk, zároveň varuje: Světové dopravě dochází kapacita!

Geopolitické otřesy zatím globální lodní dopravu nezasáhly, omezené kapacity přístavů a kamionové dopravy by ale mohly vést ke zpoždění dodávek a k růstu sazeb za přepravu. V televizi CNBC to dnes řekli šéfové dvou velkých světových kontejnerových přepravců – dánské firmy Maersk a německé Hapag-Lloyd. Obě firmy také zveřejnily výsledky hospodaření za druhé čtvrtletí, podle kterých se Maersku dařilo výrazně lépe.

V letadle, které Trump při odletu ze summitu NATO opustil, zůstali dva ministři

Dva členové kabinetu amerického prezidenta Donalda Trumpa zůstali při odletu ze summitu NATO v Turecku v letounu, který prezident z bezpečnostních důvodů opustil, informoval zpravodajský server CBS News.

Miliardový jackpot v loterii Powerball padl. Zatím neznámý šťastlivec vsadil v Illinois

Americká loterie Powerball má nového miliardáře. Výherní tiket se ziskem jackpotu ve výši 1,04 miliardy dolarů (zhruba 23 miliard korun) byl prodán ve státě Illinois. Jde o nejvyšší hlavní výhru v loterii od loňského roku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama