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

Dronový útok u Moskvy si vyžádal tři mrtvé

Ukrajina v noci na neděli podnikla jeden z největších dronových útoků na Rusko za celou dobu války. Ruské úřady hlásí více než pět set sestřelených dronů a tři mrtvé v Moskevské oblasti. Útok zasáhl i okolí ruské metropole, letiště Šeremetěvo a oblast u moskevské rafinerie.

WHO vyhlásila kvůli ebole globální zdravotní stav nouze

Světová zdravotnická organizace vyhlásila kvůli šíření eboly v Kongu a Ugandě stav ohrožení veřejného zdraví mezinárodního významu. Nákaza se během krátké doby dostala i do hlavních měst obou zemí a úřady zatím pracují s výraznou nejistotou ohledně skutečného rozsahu epidemie.

Mistrovství světa 2026 může zasáhnout nebezpečné vedro

Fotbalové mistrovství světa v roce 2026 může výrazně ovlivnit extrémní počasí. Nová analýza skupiny World Weather Attribution upozorňuje, že zhruba čtvrtina zápasů se odehraje v podmínkách, které hráčská unie FIFPRO považuje za rizikové. Turnaj hostí Spojené státy, Kanada a Mexiko. Hrát se bude od poloviny června do července, tedy v období nejvyšších letních teplot.

Trumpův sál v Bílém domě narazil v Senátu

Plán republikánů získat miliardu dolarů na bezpečnostní úpravy Bílého domu, které souvisejí i s chystaným Trumpovým tanečním sálem, narazil v Senátu na procedurální problém. Elizabeth MacDonough, která v Senátu dohlíží na výklad procedurálních pravidel, dospěla k závěru, že návrh v současné podobě nesplňuje pravidla pro schvalování rozpočtovým postupem.

Eurovize 2026 má vítěze. Finálový večer ovládla bulharská zpěvačka Dara

Jubilejní 70. ročník Eurovize přinesl velké emoce, překvapivého vítěze i politické napětí, které letos soutěž provázelo od samého začátku. Ve Vídni nakonec slavilo historický úspěch Bulharsko.

Horák vychytal Slovincům výhru nad Českem

Čeští hokejisté na mistrovství světa poprvé klopýtli. Po úvodní výhře nad Dánskem nezvládli druhý zápas ve Fribourgu a se Slovinskem prohráli 2:3 v prodloužení. Outsider slaví historicky první vítězství nad českým týmem, hlavní postavou večera byl brankář Lukáš Horák.

USA se chystají obvinit kubánského vůdce Raúla Castra

Spojené státy se chystají vznést obvinění proti Raúlu Castrovi, který byl několik desetiletí předním lídrem na Kubě, kde má dodnes i ve svých 94 letech velký vliv. O kroku, který zvýší tlak USA na komunistický režim karibské země, dnes informovaly tiskové agentury a další média s odvoláním na zdroje z americké vlády. Podle agentury Reuters se Washington chystá obvinění oznámit ve středu. Mluvčí ministerstva spravedlnosti se k plánu podle stanice CBS odmítl vyjádřit.

Polsko řeší kryptoskandál i novou regulaci

Polský parlament schválil nový zákon o kryptoměnách. Země tím reaguje nejen na evropská pravidla MiCA, která musí členské státy Evropské unie zavést do července, ale také na kauzu kolem burzy Zondacrypto. Tisíce uživatelů se podle vyšetřovatelů stále nemohou dostat ke svým penězům.

Putin příští týden navštíví Čínu, bude jednat s čínským prezidentem

Ruský prezident Vladimir Putin bude příští úterý a středu na návštěvě Číny, oznámil dnes Kreml. Putin bude v Číně jednat se svým čínským protějškem Si Ťin-pchingem o dvoustranných vztazích a vymění si s ním názory na zásadní mezinárodní a regionální otázky, dodal Kreml v prohlášení, z něhož cituje agentura Reuters.

Izrael při útoku v Libanonu zabil šest lidí a dalších 22 zranil

Izraelský útok na centrum civilní obrany v jižním Libanonu zabil nejméně šest lidí, z toho tři zdravotníky. Dalších 22 lidí utrpělo zranění. Informovala o tom agentura Reuters s odvoláním na libanonskou státní tiskovou agenturu. Izrael a Libanon se dnes podle Washingtonu dohodly na prodloužení příměří o 45 dní. Izrael v dubnu rozšířil pozemní invazi do jižního Libanonu, od oznámení příměří 16. dubna boje pokračovaly, i když v nižší intenzitě.

Lékař, který přežil ebolu, varuje před rizikem pro zdravotníky

Na východě Konga se šíří nová epidemie eboly. Úřady evidují stovky podezřelých případů a desítky úmrtí, největší obavy se teď týkají zdravotníků, kteří přicházejí do blízkého kontaktu s nakaženými v nejrizikovější fázi nemoci.

Češi vstoupili do mistrovství světa výhrou nad Dánskem

Čeští hokejisté zvládli první zápas na mistrovství světa ve Švýcarsku. Ve Fribourgu porazili Dánsko 4:1 a do turnaje vstoupili bez větších komplikací. O góly se postarali Dominik Kubalík, Daniel Voženílek, Roman Červenka a Matěj Blümel, v brance si první start na velké mezinárodní akci připsal Josef Kořenář.

Trump váhá s prodejem zbraní Tchaj-wanu

Americký prezident Donald Trump po jednání s čínským prezidentem Si Ťin-pchingem nevyloučil změnu postoje k prodeji zbraní Tchaj-wanu. Nejistý je kvůli tomu i zbrojní balík za 14 miliard dolarů, který Kongres schválil už v lednu.

Ebola se v Kongu může šířit dál. Úřady čekají na potvrzení kmene viru

Ve východní provincii Ituri v Demokratické republice Kongo vypukla nová epidemie eboly. Podle dosavadních údajů bylo zaznamenáno přibližně 246 případů nákazy a 65 úmrtí.

Bohatí investoři hledají jistotu ve staré ekonomice

Rodinné investiční kanceláře se stále víc zajímají o tradiční podniky s hmotným majetkem. Prodejci techniky, rybí farmy nebo zemědělské firmy sice nepůsobí tak lákavě jako technologické start-upy, investorům ale nabízejí stabilitu, hotovostní tok a menší riziko rychlého zastarání kvůli umělé inteligenci.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama