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

Čtyři mrtvé si vyžádaly ruské útoky na Ukrajině

Dva mrtvé si vyžádal ruský útok na ukrajinské Záporoží. Město zasáhla řízená letecká bomba, informoval brzy ráno náčelník oblastní správy Ivan Fedorov. Další člověk zahynul při ostřelování průmyslové zóny Charkova ruskými raketami, napsal na sociální síti starosta druhého největšího ukrajinského města Ihor Terechov. V Chersonu ruský dronový útok zabil muže, oznámil pak odpoledne šéf městské správy Jaroslav Šaňko.

Zemřela Dolly Parton, legendě country hudby bylo 80 let

Ve věku 80 let zemřela americká zpěvačka, skladatelka a herečka Dolly Parton. Jedna z nejvýraznějších osobností country hudby proslula skladbami Jolene, I Will Always Love You nebo 9 to 5 a během více než šesti desetiletí kariéry se stala celosvětovou kulturní ikonou. Příčina její smrti zatím zveřejněna nebyla.

Orangutani přicházejí o lesy i čas

Orangutani patří mezi nejinteligentnější tvory na Zemi, přesto bojují o přežití. Kácení pralesů, pytláctví a střety s lidmi je připravují o bezpečný domov. Světový den orangutanů proto letos připomíná, že ochrana těchto lidoopů úzce souvisí také s budoucností lidí.

Bývalá členka Pussy Riot spolupracovala s FSB. Vyhrožovali, že zabijí mé příbuzné, přiznala

Bývalá členka aktivistické punkové skupiny Pussy Riot, Rita Flores, ve video rozhovoru zveřejněném na YouTube přiznala, že byla přinucena spolupracovat s ruskou tajnou službou FSB. Měla získávat informace o nepohodlných osobách a zapojena byla do plánovaného atentátu na kritika režimu v exilu.

Po více než dvaceti letech se chystá pokračování Jak ztratit kluka v 10 dnech

Romantická komedie Jak ztratit kluka v 10 dnech by se po více než dvou desetiletích mohla dočkat pokračování. Paramount začal projekt připravovat a původní hvězda Kate Hudson se k němu připojila jako producentka. Tvůrci by rádi znovu spojili také Hudson s Matthew McConaugheym, návrat obou herců ale zatím potvrzený není.

Lego cílí na dospělé. Sady se sportovní tématikou zabodovaly

Zájem o ikonické stavebnice Lego nepolevuje. Prodej Lega vzrostl o více než pětinu díky zájmu o nové sady fotbalového mistrovství světa nebo Formulí 1. Samotná firma uvedla, že sportovní tématika jim přinesla nové zákazníky.

Německá ekonomika ožívá. HDP rostl víc, než se čekalo

Německá ekonomika vysílá další známky oživení. Ve druhém čtvrtletí vzrostla o něco více, než ukazoval předběžný odhad, a v srpnu se výrazně zlepšila také nálada mezi firmami. Optimističtější jsou podniky v průmyslu, službách, obchodu i stavebnictví, přestože je nadále trápí například dražší energie.

Sýrie už není na americkém seznamu států podporujících terorismus

Spojené státy vyřadily Sýrii ze seznamu států podporujících terorismus. Po 47 letech tak odstranily jednu z hlavních překážek, které bránily zahraničním investicím a plnému zapojení země do světové ekonomiky.

Trumpova vláda chce podle AP zrušit turistická víza lidem, kteří požádali o azyl

Vláda amerického prezidenta Donalda Trumpa připravuje zrušení turistických a obchodních víz až 200.000 cizinců, kteří ve Spojených státech požádali o azyl. V noci na dnešek o tom informovala agentura AP, podle které by to v případě uskutečnění bylo nejrozsáhlejší hromadné rušení víz v historii USA. Očekává se, že pokud vláda k takovému kroku opravdu přistoupí, povede to k soudním sporům.

ANALÝZA: Tlak na Zelenského odstoupení roste. Volby se však neuskuteční

Bývalý ukrajinský ministr obrany Mychajlo Fedorov v šokujícím úterním prohlášení vyzval k uspořádání prezidentských voleb, ačkoli to ukrajinská ústava za válečného stavu neumožňuje. Prezident Volodymyr Zelenskyj reagoval, že během probíhajícího konfliktu se volby neuskuteční. Výzva k volbám nepřišla v pravou chvíli a může Zelenskému ztížit pozici.

Siniaková s Pattenem suverénně prošli kvalifikací US Open

Kateřina Siniaková a Henry Patten zvládli kvalifikaci smíšené čtyřhry na US Open bez zaváhání. Dvěma jasnými výhrami si zajistili místo v hlavní soutěži, přestože jako světové jedničky patří mezi největší favority turnaje. Nyní je čeká mimořádně atraktivní souboj s Novakem Djokovičem a Arynou Sabalenkovou.

Při útoku gangů na Haiti zahynulo nejméně 47 lidí

Nejméně 47 lidí zahynulo a dalších 22 utrpělo zranění při útoku gangů na jednu z obcí u haitské metropole Port-au-Prince. V noci na dnešek o tom s odvoláním na OSN informovala agentura Reuters.

KOMENTÁŘ: Úspěšný test vakcíny proti rakovině poslal Modernu do nebes. Má to ale háček

Americká společnost Moderna si za jediný den na burze připsala asi 169 %. Za impozantním nárůstem stojí slibné testování vakcíny proti rakovině kůže. Její možný potenciál ale naráží na dva faktory – administrativu Donalda Trumpa a sentiment lidí kolem mRNA vakcín.

Řecko přesouvá svůj systém Patriot na Krétu kvůli ochraně námořní základny

Řecko přesouvá svůj protivzdušný systém Patriot na Krétu, aby lépe ochránilo klíčovou námořní základnu Suda před možnými útoky z Íránu. Píše to dnes server ERT News a další řecká média s odkazem na své zdroje. Armáda oficiálně informaci nepotvrdila.

Shein jde na burzu, ale za zlomek svého dřívějšího ocenění

Čínský gigant levné módy Shein v pondělí spustil dlouho očekávaný vstup na hongkongskou burzu. Mohla by dosáhnout hodnoty 27 miliard dolarů (téměř 558 miliard korun). Finální cena bude oznámena poslední srpnový den. Obchodování začne 1. září.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama