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

Izraelská armáda provedla úder v Bejrútu, podle premiéra na sídlo teroristů

Izraelská armáda dnes provedla úder na jižním předměstí Bejrútu, cílem bylo podle společného prohlášení premiéra Benjamina Netanjahua a ministra obrany Jisraele Kace teroristické sídlo.

Na papežovu mši pod širým nebem přišlo v Madridu okolo 1,2 milionu lidí

Ulice u madridského náměstí Cibeles dnes zaplnil více než milion lidí, aby se zúčastnil mše svaté pod širým nebem vedené papežem. Jedná se pravděpodobně o největší událost týdenní návštěvy Lva XIV. ve Španělsku, při níž dnes prohlásil, že Bůh stojí na straně chudých a opuštěných, napsala agentura Reuters.

Po útocích dronů jsou na Ukrajině dvě oběti, Rusko hlásí jednoho mrtvého

Rusko dnes při nočních útocích vyslalo na Ukrajinu 236 bezpilotních letounů, z nichž 215 bylo sestřeleno. Moskva hlásí 95 zachycených ukrajinských dronů, napsala agentura AFP. Na Ukrajině jsou po úderech nejméně dva mrtví a jeden zraněný, zatímco v Rusku jedna oběť a sedm zraněných. Ukrajinské drony podle médií zasáhly ropné sklady a tepelnou elektrárnu v okupovaných oblastech. V Londýně by se dnes měla uskutečnit schůzka zástupců Ukrajiny, Británie, Francie a Německa ohledně dalšího postupu proti Rusku, které válku na Ukrajině zahájilo v roce 2022.

Nigerijská armáda uvedla, že osvobodila 360 lidí unesených skupinou Boko Haram

Nigerijská armáda dnes oznámila, že osvobodila 360 lidí, které ve státě Borno na severovýchodě země unesla teroristická skupina Boko Haram. Napsala to agentura AP.

Střelba v Izraeli u Západního břehu Jordánu si vyžádala nejméně jednoho mrtvého

Pětatřicetiletý muž přišel o život a dalších pět lidí utrpělo zranění při střelbách v centrálním Izraeli nedaleko okupovaného Západního břehu Jordánu, píše agentura Reuters s odkazem na izraelskou policii, podle níž zřejmě šlo o teroristický útok. Agentura AP píše o jednom mrtvém a šesti zraněných s tím, že první střelba byla hlášena u čerpací stanice u města Kochav Jair poblíž Západního břehu Jordánu.

Mangrovy mohou kvůli stoupající hladině moří ztratit schopnost ukládat uhlík

Mangrovovy by mohly přestat fungovat jako spolehliví zachránci klimatu a naopak začít masivně uvolňovat skleníkové plyny. Tyto pobřežní lesy jsou sice známé svou schopností ukládat obrovské množství uhlíku, jenže stoupající hladina moří může tento benefit brzy zničit. Pokud záplavy překročí únosnou mez, stromy odumřou a eroze uvolní uhlík ze sedimentů zpět do atmosféry.

V Západní Austrálii opět útočil žralok. Potápěč jeho kousnutí nepřežil

U jižního pobřeží Západní Austrálie zahynul při útoku žraloka pětatřicetiletý potápěč. Podle policie muže napadl zhruba čtyři a půl metru dlouhý žralok během harpunování u ostrova Michaelmas Island nedaleko města Albany.

Fotbalové kluby v Británii dostaly varování kvůli kryptofirmám

Britský finanční regulátor varoval fotbalové kluby před smlouvami s nepovolenými kryptofirmami a obchodními platformami. Upozornil je, že podobná partnerství mohou přinést právní rizika, podezření z praní špinavých peněz i poškození pověsti. Výzva se týká také klubů z Premier League.

Americké státy chtějí zastavit spojení Paramountu a Warner Bros.

Plánované spojení Paramount Skydance s Warner Bros. Discovery může narazit na další vážnou překážku. Kalifornie, New York a další americké státy se chystají podat žalobu, která má transakci zablokovat. Obří obchod za 111 miliard dolarů už dříve vyvolal odpor části hollywoodské branže, kin i politiků.

Festival v americkém Toledu přerušila střelba, zraněno je dvanáct lidí

Střelba u venkovního festivalu v americkém Toledu ve státě Ohio zranila dvanáct lidí. Dva z nich jsou v kritickém stavu. Policie předpokládá, že na místě stříleli nejméně dva útočníci, kteří mohli mířit jeden na druhého, zatímco oběti zasáhla palba v okolí festivalu.

Izraelský úder v Gaze zabil nejméně sedm Palestinců

Izraelský úder v Gaze si v sobotu vyžádal nejméně sedm palestinských obětí, mezi nimi dvě ženy. Dalších patnáct lidí utrpělo zranění, včetně dětí. Útok přišel ve chvíli, kdy se v Káhiře znovu rozběhla jednání o udržení křehkého příměří.

Raúl Castro se objevil na veřejnosti. Poprvé od chvíle, kdy ho Trumpova administrativa obvinila z vraždy

Bývalý kubánský vůdce Raúl Castro se poprvé od americké obžaloby ukázal na veřejnosti. Ve věku 95 let dorazil na slavnost ministerstva vnitra v Havaně. Washington ho viní z podílu na sestřelení dvou civilních letadel v roce 1996.

Izraelský úder v jižním Libanonu zabil tři příslušníky libanonské armády

Při izraelském úderu na vojenské vozidlo na jihu Libanonu zahynuli tři příslušníci libanonského vojska, včetně dvou důstojníků, uvedla dnes podle agentury Reuters libanonská armáda. Izraelská armáda to později potvrdila s tím, že incident vyšetřuje.

Papež Lev XIV. zahajuje návštěvu Španělska, svou nejdelší cestu po Evropě

Papež Lev XIV. dnes dopoledne zahájí sedmidenní návštěvu Španělska, svou zatím nejdelší cestu v Evropě. Během ní promluví k věřícím, migrantům, dobrovolníkům a politikům. Papež vystoupí ve španělském parlamentu a požehná nové nejvyšší věži chrámu svaté Rodiny (Sagrada Familia) v Barceloně. Cestu zakončí na Kanárských ostrovech, kam každoročně připlouvají tisíce migrantů z Afriky. Hlavním tématy cesty budou mír, migrace či nové technologie. Papež se také setká s oběťmi sexuálního násilí v církevním prostředí.

Populace vzácných ptáků na britských plážích díky ochráncům přírody prudce vzrostla

Lidská přítomnost na pobřeží, rostoucí počet aut a volně pobíhající psi představují pro hnízdící ptáky obrovské riziko. Na plážích národní přírodní rezervace Lindisfarne v severovýchodní Anglii však ochránci přírody našli způsob, jak zranitelné živočichy před náporem turistů ochránit. Pomocí elektrických ohradníků a sezonních ochránců přírody dokázali zajistit klid pro hnízdění kriticky ohrožených druhů a jejich populace začaly po letech úpadku opět prudce růst.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama