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

Pegasus může převzít ČSA a Smartwings. Úřad stanovil podmínku

Turecká skupina Pegasus získala od antimonopolního úřadu podmíněný souhlas s převzetím Českých aerolinií, které vlastní Smartwings. Část letištních slotů pro letní spojení Prahy s Antalyí má přenechat jinému dopravci. Rozhodnutí zatím není pravomocné.

Saúdská Arábie dočasně kvůli útokům odstavila ropovod východ-západ

Saúdská Arábie oznámila, že dočasně uzavřela ropovod vedoucí z východu na západ země. Důvodem jsou čtvrteční útoky, při nichž bylo zraněno několik lidí. Ministerstvo energetiky nejprve neuvedlo, kdo za útoky stojí, včera večer ale Rijád podle agentury Reuters sdělil, že ropovod zasáhly drony vypuštěné z Iráku. Irák mezitím útoky odsoudil a nařídil vyšetřování. Saúdská Arábie v posledních týdnech čelí ofenzivě jemenských proíránských povstalců Húsíů. Povstalce a také Teherán podporují různé irácké milice.

Ukrajina a Rusko informují o mrtvých a zraněných po vzájemných útocích

Rusko v noci na dnešek opět zaútočilo na ukrajinská města. Dva mrtvé a jednu zraněnou ženu si vyžádal ruský útok na Záporoží, jeden člověk byl zabit při útoku na Kryvyj Rih, v Oděse je 16 zraněných, informují ukrajinské úřady. Na západě Ruska ukrajinský dron zaútočil na auto, na místě zahynula žena, další tři lidé, včetně dítěte, vyvázli se zraněním, tvrdí krizový štáb Belgorodské oblasti.

KLDR vypálila balistické rakety do moře východně od Korejského poloostrova

Severní Korea dnes odpálila několik balistických raket krátkého doletu do moře východně od Korejského poloostrova. Oznámil to podle agentury AP jihokorejský Společný sbor náčelníků štábů (JCS). Agentura Reuters poznamenala, že KLDR tento krok učinila den poté, co skončilo společné vojenské cvičení Jižní Koreje, USA a Japonska.

Izrael hlásí, že zničil velkou podzemní základnu Hizballáhu v jižním Libanonu

Izraelská armáda oznámila, že zničila rozsáhlý podzemní komplex hnutí Hizballáh v jižním Libanonu. Při demolici dvou tunelů o celkové délce přes dva kilometry pod hřebenem Ali Taher použila podle svých údajů více než 1000 tun výbušnin.

Trump se u budovy Pentagonu účastnil piety za oběti útoků z 11. září

Spojené státy nikdy nezapomenou na 11. září, a proto dnes bojují, uvedl americký prezident Donald Trump u Pentagonu na pietě za oběti teroristických útoků z roku 2001. Zopakoval také, že Írán je nyní největším světovým sponzorem terorismu a američtí vojáci pracují na tom, aby nikdy nezískal jadernou zbraň. Vzpomínky u ministerstva obrany se v Arlingtonu u Washingtonu kromě Trumpa a první dámy Melanie Trumpové účastní také ministr obrany Pete Hegseth, další členové Trumpovy vlády, šéf sboru náčelníků štábů Dan Caine či bývalá ministryně zahraničí Condoleezza Riceová.

Po dronovém útoku barmských povstalců bylo uzavřeno letiště v Mandalaji

Provoz na mezinárodním letišti v Mandalaji, druhém největším barmském městě, byl zastaven po čtvrtečním dronovém útoku barmských povstalců, kteří bojují proti vládním ozbrojeným silám ve vleklé občanské válce. Informovala o tom dnes agentura Reuters.

USA chystají sankce na velkou banku. Bessent její jméno tají

Příští týden uvalíme sankce na „velkou banku“, prohlásil americký ministr financí Scott Bessent. Není jasné, o jakou instituci se jedná. Sankciována měla být už v pátek, nakonec byl tento krok odložen na pondělí. Bessent upozornil, že sankce neskončí, dokud neskončí i podpora firem íránského režimu.

EK schválila 6,1 miliardy eur na nákup obranného materiálu pro Ukrajinu

Evropská komise dnes schválila poskytnutí 6,1 miliardy eur (147,6 miliard Kč) na nákup obranného materiálu pro Ukrajinu. Peníze jsou určené na protivzdušnou a protiraketovou obranu, munici a drony. Kyjev je mimo jiné může využít na nákup raket PAC-3 pro americké systémy protivzdušné obrany Patriot, informovala komise. Jedná se o další prostředky z půjčky pro Ukrajinu v celkovém objemu 90 miliard eur (2,2 bilionu Kč)

Extrémní sucho zasáhlo 44 % Portorika

Portoriko během několika měsíců postihlo rozsáhlé sucho, které nyní zasahuje většinu jeho území. Dlouhodobý nedostatek srážek vysušil půdu, snížil průtok řek a zhoršil dostupnost vody pro obyvatele. Některé obce proto zavedly přídělový režim, zatímco zemědělci se potýkají s poškozenou úrodou a ubývajícími zásobami krmiva pro dobytek.

Ruské regiony hlásí mrtvé a raněné po útocích ukrajinských dronů

Dva mrtvé a tři raněné si vyžádal nálet ukrajinských dronů na Tulskou oblast, ležící jižně od Moskvy. Protivzdušná obrana sestřelila 26 dronů, uvedl na sociální síti gubernátor Dmitrij Miljajev bez dalších podrobností. Tula je tradičním centrem zbrojařského průmyslu. Další dva lidé v noci na dnešek zahynuli a nejméně šest dalších utrpělo zranění při útocích ukrajinských dronů na Belgorodskou oblast na západě Ruska, informovala agentura Reuters s odvoláním na místní úřady. Moskva tvrdí, že během noci zničila 777 ukrajinských dronů.

Šest minut potlesku a slzy dojetí. Ellen Burstyn zazářila s filmem Place to Be

Nový snímek Place to Be s Ellen Burstyn a Taikou Waititim zaujal publikum na filmovém festivalu v Benátkách. Třiadevadesátiletá herečka během dlouhého potlesku neskrývala emoce a objímala své herecké kolegy. Road movie režiséra Kornéla Mundruczóa vypráví o nečekaném přátelství, které vznikne díky zatoulanému poštovnímu holubovi.

USA nevyhrávají válku s Íránem ani přes drtivý ekonomický tlak na Teherán

Spojeným státům se podařilo získat iniciativu v Hormuzském průlivu a prakticky zastavit íránský vývoz ropy. Přesto válka s Íránem neskončila a americkému prezidentovi Donaldu Trumpovi se nedaří zvrátit situaci ve prospěch USA. Ceny ropy dál kolísají. Po dosavadním růstu sice klesají, stále se však drží u hranice 100 dolarů za barel.

Francouzské domácnosti čeká další zdražování a pokles kupní síly

Francouzské hospodářství letos podle nové prognózy poroste jen o 0,4 procenta. Slabé investice a opatrné utrácení domácností doprovází rostoucí nezaměstnanost i zdražování. Francie tak zaostává za velkými evropskými ekonomikami a její obyvatelé mají další rok pocítit pokles kupní síly.

Anthropic zmařil možný pokus o využití umělé inteligence k výrobě biologických zbraní

Společnost Anthropic odhalila několik případů, kdy se uživatelé snažili využít její modely Claude k činnostem spojeným s kyberútoky, propagandou, sledováním lidí a nebezpečným biologickým výzkumem. Firma tvrdí, že pokusy zastavila a zpřísnila ochranná opatření. Zároveň varuje, že s rostoucími schopnostmi AI porostou i možnosti jejího zneužití.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama