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

Vláda Rovníkové Guineje podala demisi. Nepodařilo se jí naplnit stanovené cíle

Vláda Rovníkové Guineje podala demisi. Podle vedení země nedokázala naplnit většinu stanovených cílů. Oznámil to viceprezident Teodoro Nguema Obiang Mangue, syn prezidenta Teodora Obianga Nguemy Mbasoga.

Binance může přijít o povolení v Evropské unii

Největší kryptoburza světa Binance může od příštího měsíce přijít o možnost obsluhovat klienty v Evropské unii. Důvodem má být očekávané odmítnutí její žádosti o licenci podle nových evropských pravidel MiCA. Osud zákazníků Binance v unijních zemích tak zůstává nejistý.

KOMENTÁŘ: SpaceX zažívá silný první týden na burze. Legendární investor ale před jejími akciemi varuje

Ačkoli od burzovního debutu vesmírné společnosti SpaceX uplynulo jen pár dní, už teď doručila svým akcionářům výkonnost, na kterou leckterá firma potřebuje celý rok. Legendární investor Michael Burry, který předpověděl pád hypotečního trhu v USA v roce 2008, ale před investicí do SpaceX varuje.

Aljašské ledovce reagují na oteplování rychleji, než se čekalo

Aljašské ledovce reagují na růst teplot citlivěji, než se dosud předpokládalo. Každý stupeň Celsia navíc prodlouží letní období tání přibližně o tři týdny. Výrazný dopad mají i krátkodobé vlny veder, které urychlují úbytek ochranné sněhové pokrývky a odkrývají led mnohem dříve než obvykle.

Vietnamská policie rozbila síť obchodující s kradenými kočkami

Na 40 koček se vrátilo majitelům poté, co vietnamská policie rozbila gang zlodějů a obchodníků s těmito domácími zvířaty, která byla nabízena na maso. Informovala o tom podle agentury AFP místní pobočka organizace na ochranu zvířat Humane World for Animals. Policie našla dohromady více než 400 živých a 80 mrtvých koček, které byly uloženy u ledu, stojí v policejním věstníku.

Ukrajina hlásí čtyři mrtvé po ruských útocích na Slovjansk a Záporoží

Čtyři lidé zahynuli po ruských útocích na východoukrajinská města Slovjansk a Záporoží. Informovaly o tom místní úřady s tím, že další lidé utrpěli zranění. O raněných v pohraničních regionech na západě Ruska v důsledku ukrajinských útoků informovaly i ruské úřady.

Po uzavření mírové dohody Hormuzem proplouvá minimum lodí

Lodě po oznámení rámcové mírové dohody mezi USA a Íránem pomalu proplouvají Hormuzským průlivem. Návrat k dopravě na předválečnou úroveň však bude trvat minimálně dva měsíce a roli v něm bude hrát psychologický faktor. Pokud vše půjde tak, jak má, v následujících týdnech uvidíme prudký pokles cen ropy. Dohodu nicméně ohrožuje konflikt Izraele s libanonským hnutím Hizballáh.

Jennifer Lopez promluvila o rozvodu s Benem Affleckem

Jennifer Lopez se vrátila k rozvodu s Benem Affleckem a popsala ho jako zlom, který ji donutil zastavit se. Zpěvačka a herečka přiznala, že po konci manželství začala víc přemýšlet nad vlastními rozhodnutími. Místo hledání viníků podle svých slov potřebovala nejdřív pochopit sama sebe.

Izrael několikrát zaútočil na jih Libanonu i přes dohodu mezi USA a Íránem

Izrael dnes ráno několikrát zaútočil na jih Libanonu, uvedla agentura AFP s odvoláním na libanonskou agenturu NNA. Stalo se tak podle ní navzdory nedělní dohodě mezi Spojenými státy a Íránem, která má být zásadním krokem k ukončení války v Íránu. Teherán po jejím oznámení opakovaně zdůrazňuje, že její součástí musí být i ukončení bojů v Libanonu.

Macron se Zelenským řešil, jak se vypořádat s Trumpem. Zachytila je kamera

Kamera na summitu G7 ve francouzském Évian-les-Bains podle serveru Politico zachytila hovor ukrajinského a francouzského prezidenta Volodymyra Zelenského a Emmanuela Macrona. Probírali spolu amerického prezidenta Donalda Trumpa. Ukazuje to, jak vřelý vztah panuje mezi těmito hlavami státu a jak se evropští lídři snaží najít společný postup vůči šéfovi Bílého domu, především v otázce Ukrajiny. Obávají se, že po skončení války s Íránem se Trump opět vloží do debaty o Ukrajině, a naruší tak dosavadní strategii tlaku na Rusko a podpory Kyjeva.

Manuel vyhrála Zlatou tretru a znovu posunula svůj osobní rekord

Lurdes Gloria Manuel potvrdila skvělou formu a na Zlaté tretře v Ostravě ovládla závod na 400 metrů. Česká reprezentantka zaběhla čas 49,74 sekundy, čímž si o tři setiny vylepšila osobní maximum. Mítink přinesl také světové maximum Noaha Lylese na 150 metrů a český rekord Jakuba Dudychy na kilometru.

Lídři G7 se shodli na posílení sankcí proti Rusku a navýšení podpory Ukrajiny

Čelní představitelé ekonomicky vyspělých zemí G7 se na summitu ve Francii shodli na posílení sankcí proti Rusku a navýšení vojenské podpory Ukrajiny, která se už pátým rokem brání rozsáhlé ruské vojenské agresi. Vyplývá to ze společného prohlášení lídrů Spojených států, Německa, Británie, Francie, Itálie, Japonska a Kanady, které bylo zveřejněno v noci na dnešek.

SpaceX po vstupu na burzu kupuje Anysphere

SpaceX oznámila akvizici společnosti Anysphere, která stojí za populárním nástrojem Cursor pro programování s pomocí umělé inteligence. Hodnota transakce dosahuje 60 miliard dolarů. Firma Elona Muska tím posiluje své ambice na trhu podnikových nástrojů s umělou inteligencí.

FBI zmařila údajný útok na UFC u Bílého domu

Americká FBI oznámila, že zmařila plánovaný útok na nedělní akci UFC v areálu Bílého domu. Turnaj se konal na jižním trávníku sídla prezidenta Donalda Trumpa jako součást oslav 250. výročí Spojených států. V souvislosti s případem skončilo ve vazbě několik podezřelých.

Nově objevená houba ničí invazní mech a dává naději britské přírodě

Vědci ve Velké Británii objevili dosud neznámou houbu, která napadá invazní mech známý jako heath-star moss. Ten se v britské krajině rychle šíří už několik desetiletí a vytlačuje původní druhy mechů. Nový objev vzbuzuje naději, že si příroda dokáže s vetřelcem poradit sama, bez nákladných zásahů člověka.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama