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

Ruská obrana v noci zničila 726 ukrajinských dronů, oznámila Moskva

Ruská protivzdušná obrana v noci na dnešek zničila 726 ukrajinských dronů nad dvěma desítkami ruských regionů, anektovaným poloostrovem Krym a Černým i Azovským mořem, oznámilo ministerstvo obrany v Moskvě. O škodách se nezmiňuje. Tisková služba šéfa Tatarstánu Rustama Minnichanova podle státní agentury TASS uvedla, že v Nižněkamsku jsou po útoku zranění a narušena je práce průmyslových zařízení.

Nad Německem se ve středu přehnala dvě tornáda, poničila desítky domů

Nad okolím Wetzlaru v německé spolkové zemi Hesensko se ve středu večer přehnalo tornádo, informuje dnes agentura DPA odvoláním na Německou meteorologickou službu (DWD). Poničilo asi 60 domů. V Porýní-Falci při bouřce zemřela žena.

Tygr kaspický se vrací do Kazachstánu po více než 70 letech

Tygr kaspický, který byl po desetiletí považován za vyhynulého, se vrací do oblasti, kde kdysi žil. Kazachstán zahájil jeho reintrodukci vypuštěním samice Umit do přírodní rezervace u jezera Balchaš. Do budoucna chce v této oblasti vytvořit životaschopnou populaci přibližně 50 tygrů.

Trump vyhlásil Íránu „ekonomickou válku“. Hovoří o operaci, jakou svět ještě neviděl

Americký prezident Donald Trump vyhlásil Íránu „ekonomickou válku“. Také pohrozil tvrdými následky zemím, které by Teheránu pomáhaly. Írán hovoří o „ekonomickém terorismu“, zatímco ztrácí kontrolu nad Hormuzským průlivem.

Ruský útok na Kyjev a okolí zabil 13 lidí, desítky zranil

Nejméně 12 lidí zabil ruský vzdušný útok na ukrajinskou metropoli Kyjev. Na platformě Telegram to dnes ráno uvedl kyjevský starosta Vitalij Kličko a Státní služba pro mimořádné situace (DSNS). Jeden člověk zahynul v Kyjevské oblasti. Zraněny jsou nejméně čtyři desítky lidí. Protivzdušná obrana zneškodnila desítky ruských střel. Podle ukrajinského premiéra Serhije Koreckého byly zasaženy sklady s potravinami a objekty Červeného kříže. Ruské ministerstvo obrany uvedlo, že jeho armáda útočila na podniky vojenského průmyslu, dopravní a logistické centrum a na sklady v Kyjevě a Kyjevské oblasti.

USA: Nejde jen o zničené domy. V plamenech mizí i kulturní dědictví

Když v lednu udeřil na Los Angeles lesní požár Palisades, plameny nezničily jen obytné domy. Popelem lehl i Will Rogers Ranch House, v Kalifornii oblíbená historická památka. O šest měsíců později požár Dragon Bravo zachvátil Národní park Grand Canyon a zničil turistickou chatu Grand Canyon Lodge, původně postavenou v roce 1927.

Snyder představil film, který připravoval téměř dvacet let

Zack Snyder představil první krátkou ukázku ze svého nového filmu The Last Photograph. Temný thriller bude výrazně komornější než jeho předchozí velkofilmy. V hlavních rolích se objeví Stuart Martin a Fra Fee.

Ukrajinec podezřelý z účasti na výbuchu ropovodu Nord Stream byl zadržen v Chorvatsku

Chorvatské úřady zadržely ukrajinského občana podezřelého z účasti na sabotáži plynovodů Nord Stream v Baltském moři. Němečtí vyšetřovatelé ho podezírají, že patřil k potápěčům, kteří v září 2022 umístili na potrubí výbušniny. Německo nyní usiluje o jeho vydání.

Rusko a Ukrajina si vyměnily po 103 válečných zajatcích

Rusko a Ukrajina si vyměnily po 103 válečných zajatcích na každé straně, oznámilo dnes ministerstvo obrany v Moskvě. Navrácení ruští vojáci se podle něj nacházejí v Bělorusku, odkud zamíří do Ruska. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj později výměnu potvrdil, když informoval o návratu 103 ukrajinských vojáků.

Ukrajinec dostal v Německu trest za špionáž pro Rusko

Německý soud uložil ukrajinskému občanovi rok a tři měsíce vězení za špionáž. Muž pomáhal odeslat zásilky s GPS vysílači, které mohly sloužit ke zmapování přepravních tras před plánovanými sabotážemi. Dva další obžalované soud osvobodil.

Zelenskyj po protikorupčním zátahu odvolal náměstkyni šéfa své kanceláře

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj dnes odvolal náměstkyni šéfa své kanceláře Irynu Mudrou. Učinil tak po zprávách o tom, že je předmětem vyšetřování protikorupčních úřadů.

USA zpřesňují pravidla pro stablecoiny. Bez licence bude jejich vydávání omezené

Spojené státy připravují další krok k zavedení regulace stablecoinů. Nový návrh má určit, kdy budou jejich emitenti potřebovat licenci a za jakých podmínek se budou moci zahraniční digitální měny nabízet americkým zákazníkům.

Ukrajinský parlament schválil Chmaru a Sybihu do čela resortu obrany a zahraničí

Ukrajinský parlament dnes schválil návrh prezidenta Volodymyra Zelenského na jmenování Jevhenije Chmary ministrem obrany a také opětovné jmenování Andrije Sybihy ministrem zahraničí. Informoval o tom server RBK-Ukrajina, podle něhož pro Sybihu hlasovalo 266 poslanců a pro Chmaru 312.

Britská inflace zrychlila na 2,9 procenta

Meziroční inflace ve Velké Británii v červenci vzrostla na 2,9 procenta. Ještě v červnu dosahovala 2,6 procenta. Hlavní příčinou byly vyšší účty domácností za energie, zejména prudké zdražení plynu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama