4.7 C
Czech
Úterý 24. února 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Sněhová bouře ochromila severovýchod USA, zrušeny byly tisíce letů

Mohutná zimní bouře s rekordním úhrnem sněhových srážek v pondělí zasáhla severovýchod Spojených států, přičemž způsobila rozsáhlé výpadky elektřiny. Zrušeno bylo také několik tisíc letů. Nejvíce byl zasažen Rhode Island, kde šlo podle místních médií o nejsilnější sněhovou bouři v historii.

Írán se blíží dohodě s Čínou o nákupu protilodních nadzvukových střel

Írán se blíží dohodě s Čínou o nákupu protilodních střel s plochou dráhou letu, napsala dnes agentura Reuters s odvoláním na šest svých zdrojů. Dohoda o čínských střelách CM-302 je téměř dokončena, ale zatím nebylo dohodnuto datum dodání, řekly také tyto zdroje. Podle Reuters ale není jisté, zda Čína s ohledem na zvýšené napětí v regionu nakonec od dohody neustoupí. Na dodávky zbraní do Íránu platí zbrojní embargo OSN, připomněla též agentura Reuters.

V rozvíjejících se zemích sílí zájem o stablecoiny, vede Nigérie

Největší africké ekonomiky Nigérie a Jihoafrická republika v posledních měsících nejrychleji zvyšují poptávku po stablecoinech a zároveň patří k největším optimistům, pokud jde o jejich budoucí využití. Roste i chuť používat stablecoiny běžněji při placení a přijímání výplat, jenže naráží to na slabší akceptaci v obchodech a onlinu.

Ruská operace na Ukrajině zatím nedosáhla cílů a bude pokračovat, řekl Peskov

Ruská vojenská operace na Ukrajině zatím nedosáhla svých cílů a bude pokračovat. To, zda bude dosaženo míru, závisí na Kyjevu. Podle ruské státní agentury TASS to dnes řekl mluvčí Kremlu Dmitrij Peskov. Hovořil v den čtvrtého výročí zahájení rozsáhlé ruské invaze na Ukrajinu.

Tři scénáře pro Antarktidu: Vědci vybrali ten nejpravděpodobnější

Antarktida nese největší tíhu dopadů klimatických změn. Ledový kontinent se otepluje dvakrát rychleji než zbytek světa. Ohrožuje to tamní ekosystémy a zrychlující tání ledu zvedá mořské hladiny, což zase představuje riziko pro ostrovní státy a pobřežní města v mnoha částech světa. Nová studie popsala tři budoucí scénáře pro Antarktidu.

Dva přístavy Panamského průplavu převzala tamní vláda, provoz není ohrožen

Panamské úřady v pondělí převzaly kontrolu nad dvěma přístavy Panamského průplavu. Učinily tak na základě lednového rozhodnutí nejvyššího soudu, který zrušil koncese na provoz přístavů firmě Panama Ports Company (PPC), což je dceřiná společnost hongkongské CK Hutchison Holdings. Ta podle agentury AP uvedla, že ukončila provoz přístavů poté, co dorazili vládní úředníci a pohrozili jí trestním stíháním, pokud prostory neopustí.

Putin nedosáhl svého cíle, Ukrajina se ubránila, řekl na výročí invaze Zelenskyj

Ruský prezident Vladimir Putin za čtyři roky války nedosáhl svých cílů, Ukrajina ubránila svou nezávislost. Na úvod dnešního čtvrtého výročí vpádu ruských vojsk do své země to řekl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj, píší tiskové agentury. Kyjev udělá vše pro zajištění trvalého míru, dodal ukrajinský vůdce v projevu přenášeném televizí.

Jak Mexiko ulovilo proslulého drogového bosse

Mexické bezpečnostní síly zabily Nemesia Rubéna Oseguera Cervantese (známého jako El Mencho), mexického drogového barona a nejvyššího představitele kartelu Jalisco New Generation se sídlem v Jaliscu. Jak operace probíhala?

Dovolenkový ráj se změnil v peklo. Násilí v Puerto Vallarta může odradit turisty

Vzpomínky na západ slunce v Puerto Vallarta nikdy nezestárnou. A to je důvod, proč se do města vrací tolik turistů, zejména těch z USA. Působí jako dovolenkový ráj a někteří se rozhodnou sem i přestěhovat. Řada Američanů tu má rodinu. Události z posledních dní však mohou mnoho z nich od cesty nebo života zde odradit.

Yosemitský Firefall znovu rozzáří El Capitan

Každý únor se v Yosemitském národním parku odehraje krátké, ale ohromující představení. Vodopád Horsetail Fall se na několik minut promění v proud zářivé oranžové barvy. Vypadá jako láva stékající ze žulové stěny El Capitan. Ve skutečnosti jde o hru světla, vody a přesného úhlu zapadajícího slunce.

Pokojové rostliny vzduch doma nespasí

Vzduch doma často není tak čistý, jak si myslíme. V zimě zavřeme okna, zapálíme svíčky, vaříme na plynu a trávíme uvnitř většinu dne. Odborníci varují, že právě interiér může být plný škodlivin. Rostliny sice pomáhají, ale samy o sobě problém nevyřeší.

Ukrajina se propojuje s EU přes společné podniky

I během války hledají ukrajinské společnosti způsoby, jak vstoupit na evropský obchodní trh. Společné podniky v oblasti obrany, telekomunikací a zelené energie ukazují, jak se Ukrajina může postupně přiblížit EU, a to ještě předtím, než se stane jejím plnoprávným členem.

Trump a Bílý dům se po získání olympijského zlata v hokeji posmívají Kanadě

Americký prezident Donald Trump a Bílý dům neotáleli s reakcí na nedělní kanadskou hokejovou prohru, která Spojeným státům vynesla olympijské zlato. Zatímco Bílý dům sdílel snímek, na němž orel bělohlavý, který je národním ptákem USA, ukořistil kanadskou bernešku velkou, Trump dnes zveřejnil umělou inteligencí vytvořené video, na němž tluče kanadské hokejisty a dává jim vítězný gól. Američtí hokejisté díky finálové výhře 2:1 v prodloužení v Miláně nad Kanadou získali potřetí v historii zlato na olympijských hrách.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama