2.7 C
Czech
Úterý 2. prosince 2025
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

Logistické centrum NATO pro Ukrajinu v Polsku začaly chránit nizozemské Patrioty

Logistické centrum velitelství NATO pro bezpečnostní asistenci a výcvik Ukrajiny (NSATU) na letecké základně Jasionka u polského města Řešov (Rzeszów) začala od tohoto měsíce chránit nizozemská mise zahrnující dva systémy vzdušné obrany Patriot. Podle médií a nizozemského ministerstva obrany mají základnu na jihovýchodě Polska hlídat půl roku.

Na mši s papežem v Bejrútu přišlo na 150.000 lidí

Mši nedaleko bejrútského přístavu za účasti papeže Lva XIV. dnes navštívilo na 150.000 lidí. Uvedl to v prohlášení Vatikán, který cituje místní úřady, napsala agentura AFP. Při obřadu papež vyzval k tomu, aby se Libanon po tvrdých zkouškách, které zažil, stal domovem spravedlnosti a bratrství. Krátce před zahájením mše se papež pomodlil u památníku obětí výbuchu v bejrútském přístavu, při kterém v roce 2020 zahynulo přes 200 lidí. Dnes odpoledne se vrací do Vatikánu.

Ukrajinské drony v noci zaútočily v centrální části Ruska

Ukrajinské drony v noci zaútočily na zařízení na výrobu paliv a energií v centrální části evropského Ruska a vyvolaly požáry, oznámil na sociální síti gubernátor Orelské oblasti Andrej Klyčkov. Nálet se obešel bez obětí a zraněných, na odstranění škod se pracuje, dodal. Podle médií nejspíše hoří sklad pohonných hmot v druhém největším městě regionu. Ruské drony podnikly rozsáhlý nálet na Oděsu na jihu Ukrajiny, dva raněné si vyžádalo ruské bombardování Dněpropetrovské oblasti, informovaly místní úřady.

Ozonová díra nad Antarktidou je nejmenší od roku 2019

Ozonová vrstva nad jižní polární oblastí letos překvapila vědce. Po několika problematických letech se její úbytek zpomalil a sezona skončila nezvykle brzy. Výzkumné týmy sledují, zda jde o začátek trvalejšího trendu, nebo jen o výjimku.

Británie a USA se dohodly na nulových clech ve farmaceutickém průmyslu

Londýn se dohodnul s Washingtonem na nulových clech v britském vývozu léků na americký trh po dobu nejméně tří let, informovala televize ABC. Na oplátku bude platit za léky více a britské farmaceutické společnosti zvýší investice v USA. Obě strany dohodu označily za vítězství.

Turecko informovalo o novém útoku proti lodi v Černém moři

Turecké úřady informovaly o novém útoku proti nákladní lodi v Černém moři. Loď, plující pod ruskou vlajkou s nákladem slunečnicového oleje do Gruzie, ohlásila, že byla napadena 80 námořních mil (asi 150 kilometrů) od tureckého pobřeží, nepožádala však o pomoc a její posádka čítající 13 námořníků je v pořádku. Uvedla to dnes agentura AFP. Server Marine Traffic i turecké úřady označují loď Midvolga 2 za tanker.

Skandál v Jižní Africe: Moderátorka a dcera exprezidenta verbovaly muže do ruské armády

V pondělí stanula před soudem Nonkululeko Mantula (39 let), moderátorka jihoafrické televizní stanice SAfm. Policie ji zadržela spolu se čtyřmi muži a obvinila, že rekrutovala dobrovolníky pro ruskou armádu. Současně vyšetřuje dceru bývalého prezidenta Duduzile Zuma-Sambudlu, která měla dostat na frontu několik mužů podvodem.

Zelenskyj se při schůzce s Macronem spojil také s Witkoffem a evropskými lídry

Mír na Ukrajině musí být skutečně trvalý, uvedl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj po dnešním setkání se svým francouzským protějškem Emmanuelem Macronem. Během několikahodinového jednání se podle Elysejského paláce oba lídři spojili se zmocněncem amerického prezidenta Donalda Trumpa Stevem Witkoffem, který se má v úterý setkat s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Prezidenti hovořili také s dalšími evropskými státníky, zástupci Evropské unie i Severoatlantické aliance, uvedly agentury AFP a Reuters.

Tvrdík kritizuje reprezentaci a trest pro Součka

Člen výkonného výboru FAČR a šéf Slavie Jaroslav Tvrdík se ostře vymezil proti chování české reprezentace po kvalifikační výhře nad Gibraltarem. Vadí mu, že hráči po zápase v Olomouci nepřišli za fanoušky, a podle něj tím ukázali, že nechápou, pro koho fotbal hrají. Zároveň přiznal, že trest pro kapitána Tomáše Součka považuje za příliš mírný.

Bělorusko si stěžuje na incident s dronem z Litvy

Bělorusko dnes předalo litevskému chargé d´affaires protest kvůli nedělnímu incidentu, při kterém dron z Litvy přeletěl přes běloruské hranice a zřítil se poblíž Grodna na západě země. Oznámilo to běloruské ministerstvo zahraničí. Bělorusko označilo narušení svého vzdušného prostoru za litevskou provokaci proti Minsku a Varšavě, napsala ruská agentura TASS.

Bitcoin padá o 5 % a trh znovu slábne

Kryptoměny začaly nový týden poklesem. Bitcoin i Ethereum ztrácejí, protože trhy celkově slábnou a investoři se vracejí k výprodejům. Hlavní roli hrají obavy z americké ekonomiky a nervozita před novými daty.

Ruská raketa zasáhla ukrajinské město Dněpr. Čtyři mrtví, desítky zraněných

Ruský raketový útok na východoukrajinské město Dněpr si podle místních úřadů vyžádal čtyři mrtvé a přibližně čtyři desítky zraněných. Útok přišel v pondělí brzy ráno a podle dosud neověřených zpráv mohla být použita balistická raketa.

KOMENTÁŘ: Být první neznamená být nejlepší. Ztrácí OpenAI a Nvidia své výsadní postavení?

S koncem roku probíhá na AI trhu zemětřesení, které může naprosto překreslit dosavadní rozložení sil. Do zdánlivě monopolního revíru OpenAI a Nvidie totiž vplul dravec z Googlu, který oběma gigantům konkuruje prodejem čipů i vytvářením nástrojů umělé inteligence. Jakým způsobem se AI závod zamotává?

Volby v Hondurasu podle průběžného sčítání ovládli pravicoví kandidáti

Po sečtení více než 40 procent hlasů z nedělních honduraských prezidentských voleb je v čele pravicový kandidát Nasry Asfura prosazovaný americkým prezidentem Donaldem Trumpem. V těsném závěsu s odstupem necelých dvou procentních bodů je další pravicový politik Salvador Nasralla. Naproti tomu levicová vládní kandidátka Rixi Moncadaová, které se dávaly podobné šance jako oběma konkurentům, je s velkou ztrátou třetí, informují místní média.

McLaren v Kataru zaváhal. Verstappen využil chybu a zdramatizoval boj o titul

Velká cena Kataru přinesla nečekaný zvrat v boji o titul Formule 1. McLaren měl rozjetý závod perfektně pod kontrolou, ale jediná strategická chyba otevřela dveře Maxu Verstappenovi, který si dojel pro vítězství a zajistil tak nečekané. Finále sezony v Abú Dhabí nakonec nabídne třístranný souboj o mistrovskou korunu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama