9.2 C
Czech
Úterý 9. 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

Zelenskyj: Ukrajina a Evropa jsou připraveny předložit USA verzi mírového plánu

Ukrajina a její evropští partneři hodlají předat Spojeným státům "upřesněné dokumenty" týkající se mírového plánu na ukončení války s Ruskem, uvedl dnes ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj.

Zelenskyj poblahopřál Babišovi ke jmenování premiérem a popřál mu mnoho úspěchů

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj dnes na síti X pogratuloval Andrejovi Babišovi ke jmenování premiérem, popřál mu mnoho úspěchů a uvedl, že se těší na další posílení spolupráce obou zemí. Zmínil přitom působení českých firem na Ukrajině nebo spolupráci s nimi. Napsal, že se rád v blízké budoucnosti s novým předsedou české vlády setká. Předsedovi hnutí ANO pogratulovala také premiérka Julija Svyrydenková, která ho pozvala na Ukrajinu.

Ruské útoky proměnily ukrajinský Cherson v město duchů

Oleksij Melnyčenko servíroval obyvatelům jihoukrajinského Chersonu kávu a s ní dávky normálnosti uprostřed ruské dělostřelecké palby a vzdušných útoků tak dlouho, jak mohl. Nakonec kavárnu nazvanou Prostir (Prostor) zavřel. Napsala to dnes agentura Reuters, podle níž osud kavárny svědčí o tom, jak se život ve městě stal nebezpečnějším než dříve. Agentura AP před časem upozornila, že místní a vojáci hovoří v souvislosti s ruskými útoky v Chersonu jako o takzvaném lidském safari.

Trump označil Evropu za skupinu národů v rozkladu vedenou slabými lidmi

Americký prezident Donald Trump označil v rozhovoru se serverem Politico Evropu za skupinu národů v rozkladu vedenou slabými lidmi, kteří selhávají v boji s migrací a neumí ukončit válku na Ukrajině. Šéf Bílého domu podle serveru naznačil, že podpoří ty evropské politické kandidáty, kteří odpovídají jeho vizi pro Evropu.

Litva vyhlásila stav nouze kvůli stovkám pašeráckých balónů z Běloruska

Litva čelí nezvyklé hrozbě. Stovky balónů vypouštěných z Běloruska narušují její vzdušný prostor, ochromují dopravu a podle vlády představují součást hybridního tlaku ze strany Minského režimu. Kabinet proto sáhl k vyhlášení celostátního nouzového stavu.

Papež řekl Zelenskému, že ke spravedlivému a trvalému míru je zapotřebí dialogu

Papež Lev XIV. na dnešním setkání s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským, který je na návštěvě Itálie, uvedl, že je zapotřebí pokračovat v dialogu s cílem dosáhnout spravedlivého a trvalého míru na Ukrajině. Informovala o tom agentura Reuters s odkazem na prohlášení Vatikánu. Zelenskyj po schůzce uvedl, že papežovi poděkoval za trvalou podporu ukrajinského lidu a za asistenci v humanitárních otázkách.

Bezos Earth Fund investuje do ochrany oceánů a ekosystémů napříč kontinenty

Pobřežní komunity, mořské rezervace i klíčové ekosystémy dostávají významnou podporu. Bezos Earth Fund oznámil nové investice, které mají chránit vznikající mořské rezervace, posílit vědecký výzkum a pomoci komunitám, které nejvíce pociťují klimatické změny.

V Rusku se zřítil transportní letoun se sedmičlennou posádkou

V ruské Ivanovské oblasti severovýchodně od Moskvy se zřítil vojenský transportní letoun An-22 se sedmičlennou posádkou na palubě, uvedla dnes ruská média včetně státní agentury TASS.

Gabrielle Henry po dramatickém pádu na Miss Universe může konečně opustit Bangkok a vrátit se domů

Miss Jamaica Gabrielle Henry, která se při večerní přehlídce před finále Miss Universe zřítila z mola a utrpěla vážná zranění, se po týdnech intenzivní péče v Bangkoku chystá k návratu na Jamajku. Lékaři povolili převoz, ale pod podmínkou, že ji na cestě doprovodí zdravotník.

Trump tlačí na Ukrajinu, aby bez boje odevzdala území. Ta to odmítá

Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa tlačí na Ukrajinu, aby se vzdala území bez boje. Kyjev tlaku vzdoruje s tím, že by to Rusko podnítilo k další agresi. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj navíc prohlásil, že na postoupení území nemá žádné zákonné ani morální právo.

Paul McCartney se připojil k výzvám proti rušení názvů vegetariánských potravin

Kdy už klobása není klobásou a burger burgerem? Evropský parlament se rozhodl zakázat názvy související s masem u vegetariánských produktů. Veganský burger tedy nesmí v názvu mít slovo „burger“. Osm britských poslanců vyzvalo Evropskou unii, aby zákaz zrušila. Přidal se k nim i člen legendární kapely Beatles.

Rusko hlásí devět zraněných po ukrajinském dronovém útoku na město Čeboksary

Devět lidí včetně dítěte utrpělo zranění při ukrajinském dronovém útoku na město Čeboksary v ruském Povolží. Poškozeny byly obytné domy, uvedly dnes místní úřady na sociálních sítích.

Trump hasí vlastnoručně založený požár, představil finanční balíček pro farmáře

Americký prezident Donald Trump má silnou podporu mezi farmáři, kteří sehráli klíčovou roli v jeho znovuzvolení. Zemědělský sektor však tvrdě zasáhlo obchodní napětí a celní politika. Trump, stejně tak jako ve svém prvním funkčním období, proto představil finanční balíček pomoci pro farmáře v hodnotě 12 miliard dolarů (asi 249,5 miliardy korun).

Hypotéky zůstávají drahé, změny budou jen pozvolné

Hypotéční trh nadále stagnuje. Nabídkové sazby se drží pod pětiprocentní hranicí a banky nemají prostor k větším slevám. Tržní sazby rostou, swapy jsou na maximech a centrální banka dává najevo, že rychlý návrat levných úvěrů není na pořadu dne. Výhled pro rok 2026 naznačuje jen mírné a postupné změny, protože banky i analytici mluví o úpravách maximálně v řádu desetin procentního bodu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama