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

Řecký parlament zbavil imunity 13 poslanců vyšetřovaných kvůli dotačním podvodům

Řecký parlament dnes zbavil imunity všech 13 poslanců vyšetřovaných kvůli podvodům se zemědělskými dotacemi. Informovala o tom agentura AFP i řecká média. Někteří poslanci své kolegy vyzvali, aby jim imunitu odebrali, protože chtějí hájit svou dobrou pověst, a pochybení odmítají. Po zbavení imunity budou moci vyšetřovatelé včetně Úřadu evropského veřejného žalobce (EPPO) prověřit, zda podezřelí poslanci sehráli nějakou roli při dotačních podvodech.

Libanon bude usilovat o prodloužení příměří s Izraelem o měsíc

Libanon bude při jednání s Izraelem usilovat o prodloužení příměří o jeden měsíc. Píše to dnes agentura AFP s odkazem na nejmenovaný libanonský zdroj. Bez prodloužení by příměří, které platí od minulého týdne, skončilo v neděli. Jednání mezi Izraelem a Libanonem jsou na plánu ve čtvrtek.

Britský regulátor zakročil proti neregistrovaným krypto platformám

Britský úřad pro finanční etiku (FCA) podnikl rozsáhlou razii v Londýně zaměřenou na nelegální peer-to-peer (P2P) obchodování s kryptoměnami. Během středeční operace, která je první svého druhu v takovém rozsahu, regulátor zasáhl na osmi adresách podezřelých z porušování pravidel proti praní špinavých peněz a financování terorismu. Akce proběhla v úzké koordinaci s daňovými úřady a policií, přičemž na každém z vytipovaných míst byly vydány příkazy k okamžitému ukončení činnosti.

KOMENTÁŘ: Británie odklepla generaci bez cigaret. Tabákové společnosti padají

Britským parlamentem se protáhl revoluční zákon, který zakazuje prodávat tabákové výrobky všem lidem narozeným po roce 2008. A to doživotně. Zákaz, který se týká běžných i elektronických cigaret, znejistil na burze tabákové společnosti, které už tak čelí krizi poptávky.

Vědci objevili souvislost mezi slunečními bouřemi a zemětřesením

Vědci z Kjótské univerzity představili odvážný model, který naznačuje, že sluneční aktivita může mít přímý vliv na spouštění zemětřesení na Zemi. Podle jejich teorie mohou silné sluneční erupce narušit ionosféru natolik, že vzniklá elektrická pole proniknou hluboko do zemské kůry. Pokud se tato energie setká s tektonickým zlomem, který je již pod kritickým tlakem, může posloužit jako poslední impuls k jeho uvolnění a vzniku otřesů.

Boston vyrovnal sérii s Buffalem, Pastrňák dál vládne produktivitě

Boston zvládl druhý zápas série na ledě Buffala a po výhře 4:2 srovnal stav na 1:1. Klíčovou roli sehrála česká stopa. Pavel Zacha vstřelil rozdílový gól, David Pastrňák přidal dvě asistence a vede produktivitu play off. Bruins tentokrát nepřipustili kolaps jako v prvním duelu.

Na ukrajinské straně začalo napouštění ropovodu Družba, oznámila Bratislava

Na ukrajinské straně dnes z Běloruska začalo tlakování a napouštění ropovodu Družba. S odvoláním na provozovatele ukrajinské části tohoto ropovodu, společnosti Ukrtransnafta, to oznámila slovenská ministryně hospodářství Denisa Saková. Obnovení dodávek ropy touto trasou na Slovensko ministryně očekává ve čtvrtek ráno. Slovenský premiér Robert Fico řekl, že je narušena důvěra mezi Slovenskem a Ukrajinou, a vyjádřil pochybnosti ohledně provozu uvedeného ropovodu.

Bezpečný sex zdraží. Válka s Íránem zvýší ceny kondomů

Bezpečný sex může kvůli válce s Íránem a blokádě Hormuzského průlivu zdražit, varoval generální ředitel největšího světového výrobce kondomů Karex Goh Miah Kiat. Ceny kondomů podle něj mohou vzrůst o 20 až 30 procent, možná i více, pokud bude konflikt dál pokračovat.

Rusko podle Kyjeva opakovaně vysílalo drony v blízkosti Černobylu

Rusko při svých útocích na cíle na Ukrajině opakovaně vysílalo drony a rakety na letovou dráhu v blízkosti odstavené Černobylské jaderné elektrárny, čímž zvýšilo riziko rozsáhlé nehody, sdělil agentuře Reuters ukrajinský generální prokurátor Ruslan Kravčenko.

SpaceX získá právo na koupi miliardového start-upu Cursor

Vesmírná a technologická společnost SpaceX uzavřela dohodu, která jí dává právo na akvizici start-upu Cursor zabývajícího se umělou inteligencí pro úpravu kódu. Hodnota transakce byla stanovena na 60 miliard dolarů. Tento krok je součástí širší strategie Elona Muska, která směřuje k dotažení konkurence v podobě laboratoří OpenAI a Anthropic. K dohodě dochází jen několik měsíců před plánovaným vstupem SpaceX na burzu, který má být největším v historii.

Izraelská armáda potrestala vojáky za to, že tloukli do sochy Ježíše kladivem

Izraelská armáda potrestá dva vojáky, kteří se podíleli na znesvěcení sochy Ježíše v jižním Libanonu. Podle vyjádření Izraelské obranné síly (IDF) dostanou oba muži 30 dní vojenského vězení a po ukončení vyšetřování budou odvoláni z bojové služby.

Írán zaútočil na obchodní loď u ománských břehů, hlásí britské námořnictvo

Britská vojenská námořní služba UKMTO dnes uvedla, že obdržela zprávy o útoku íránského dělového člunu na obchodní loď v Hormuzském průlivu, asi 28 kilometrů severovýchodně od ománských břehů. Posádka je v pořádku.

Akcie ČEZ stagnují zatímco evropská konkurence prudce roste

Energetická skupina ČEZ se na akciovém trhu nachází v neobvyklé pozici. Zatímco cena jejích akcií se již čtvrt roku pohybuje v úzkém pásmu kolem 1 200 korun, srovnatelné evropské podniky zažívají silné období. Index mapující evropský energetický sektor od začátku roku vzrostl o 15 procent a někteří konkurenti, jako německé RWE nebo finské Fortum, posílili dokonce o pětinu. Domácí titul přitom ve stejném období odepsal zhruba 6 procent své hodnoty, což mezi investory otevírá debatu o jeho možném podhodnocení.

Trump prodloužil dočasné příměří s Íránem. Přímá jednání se ale nekonala

Dočasné příměří s Íránem bude prodlouženo, aby měla islámská republika více času na předložení konečné dohody, rozhodl americký prezident Donald Trump. Obě strany zůstávají rétoricky zakořeněné, Pákistán se však usilovně snaží je přimět k dalším rozhovorům.

Slavia potrestala Bořila a Chorého za excesy

Slavia po dvou vypjatých ligových týdnech sáhla k interním trestům. Jan Bořil a Tomáš Chorý zaplatí vysoké pokuty a čekají je i desítky hodin práce pro klubové aktivity. Vedení tím reaguje nejen na jejich zkraty, ale i na škody, které podobné výlevy napáchaly na hřišti i mimo něj.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama