-0 C
Czech
Neděle 8. února 2026
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

Japonsko se chystá k volbám, pravicová premiérka v nich chce posílit koalici

V Japonsku v neděli začínají předčasné volby do dolní komory parlamentu, Sněmovny reprezentantů. Vyhlásila je konzervativní premiérka Sanae Takaičiová, která chce využít své nebývalé popularity mezi mladými voliči k dosažení mnohem výraznější parlamentní většiny pro vládní koalici v čele s její Liberálnědemokratickou stranu (LDP). To by jí mohlo dát rozhodující mandát k uskutečnění plánů na oživení upadající ekonomiky nebo na posilování obrany, které by mohlo vést k dalšímu zesílení napětí ve vztazích Tokia s Čínou. Vzhledem k časovému posunu se volební místnosti otevřou dnes ve 23:00 SEČ.

USA chtějí, aby válka mezi Ruskem a Ukrajinou skončila do června

Spojené státy chtějí, aby Ukrajina a Rusko ukončily válku do června, řekl podle agentur AP a AFP ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Administrativa amerického prezidenta Donalda Trumpa podle něj pravděpodobně vyvine na obě strany v této souvislosti tlak. Američané také podle něj navrhli, aby se vyjednávací týmy Ukrajiny a Ruska setkaly příště v USA, pravděpodobně v Miami.

Sybiha odmítl ukrajinskou účast v postřelení zástupce šéfa ruské GRU

Ukrajinský ministr zahraničí Andrij Sybiha popřel, že by Ukrajina stála za postřelením zástupce šéfa ruské vojenské rozvědky GRU Vladimira Alexejeva. Informovala o tom agentura Reuters. Ze zodpovědnosti za pokus o atentát na vysoce postaveného vojenského ruského činitele Ukrajinu v pátek obvinil šéf ruské diplomacie Sergej Lavrov, jenž bez důkazů tvrdil, že se Kyjev snaží narušit mírová jednání.

První zasedání Trumpovy Rady míru je plánováno ještě v tomto měsíci

Bílý dům plánuje první setkání lídrů takzvané Rady míru, kterou založil americký prezident Donald Trump, na 19. února ve Washingtonu. Informoval o tom v pátek server Axios s odvoláním na amerického činitele a diplomaty ze čtyř zemí, kteří jsou členy rady. Setkání se má zabývat situací v palestinském Pásmu Gazy, kde od loňského října platí křehké příměří mezi Izraelem a teroristickým hnutím Hamás na základě Trumpova mírového plánu.

Rusko podniklo další rozsáhlý útok na ukrajinskou energetiku

Rusko v noci na dnešek podniklo další rozsáhlý úder na ukrajinská energetická zařízení, útok pokračuje, uvedl ráno na telegramu ukrajinský ministr energetiky Denys Šmyhal. Energetici jsou podle něj připraveni zahájit opravy, jakmile to bezpečnostní situace dovolí. Celkový rozsah útoku zatím není znám, ukrajinské letectvo v noci a ráno varovalo před hrozbou ruských střel i dronů.

Česká výprava zaujala, Vanity Fair ji dal do své top pětky

Móda si na zahájení zimní olympiády Milano Cortina na chvíli ukradla pozornost sportu. Vanity Fair vybral pět reprezentací, které při nástupu výprav na stadionu San Siro zaujaly nejvíc tím, co měly na sobě.

Kuba kvůli nedostatku paliva omezuje úřady, dopravu i výuku

Kuba kvůli nedostatku paliva sáhla k tvrdému úspornému režimu, který zasáhne úřady, dopravu, školy i turistický sektor. Vláda plánuje omezit provoz veřejné správy na čtyři dny v týdnu a současně zredukovat spoje veřejné dopravy, aby snížila spotřebu energie a pohonných hmot.

Polsko znovu uzavřelo část vzdušného prostoru kvůli ruským útokům na Ukrajinu

Vzdušný prostor na jihovýchodě Polska byl v sobotu dočasně uzavřen v souvislosti s nasazením polského vojenského letectva po nočních ruských úderech na Ukrajinu. Opatření se týkalo oblasti kolem letišť Lublin a Řešov, která na určitou dobu přerušila civilní provoz.

Zemřela Jana Brejchová, jedna z největších hvězd českého filmu

Patřila k nejvýraznějším tvářím českého filmu a vysloužila si přezdívku česká Bardotka. Jana Brejchová zemřela po dlouhé nemoci ve věku 86 let. Za sebou zanechala desítky výrazných rolí, které formovaly několik filmových generací.

Počet červených veverek v Anglii zůstává kriticky nízký

Červené veverky dříve obývaly většinu Británie. Jejich počet se odhaduje na 3,4 milionu. Dnes jich je podle odhadů zhruba 287 000 v celé Velké Británii a v Anglii jen asi 38 900. Většina přežívá ve Skotsku a na izolovaných místech jako je ostrov Wight.

Blair Waldorf se vrací. Kultovní hrdinka Gossip Girl dostane vlastní příběh

Ikona Upper East Side znovu vstupuje na scénu. Blair Waldorf se po letech vrací v novém románu, který naváže na svět Gossip Girl a ukáže ji v úplně jiné životní fázi. Fanoušky čeká návrat známé energie, ambicí i společenských her, tentokrát ale s dospělejší perspektivou.

Můj přítel, bojovník a vítěz. Trump podpořil Viktora Orbána v parlamentních volbách

Americký prezident Donald Trump veřejně podpořil maďarského premiéra Viktora Orbána v době, kdy se Maďarsko připravuje na klíčové parlamentní volby, které se uskuteční 12. dubna. Orbán v nich čelí dosud nejsilnější politické výzvě a podle průzkumů mu hrozí ztráta moci, kterou drží nepřetržitě od roku 2010.

Amazon agresivně investuje do AI a investorům se to nelíbí

Společnost Amazon se připojila k ostatním amerických technologickým gigantům a oznámila masivní investice do umělé inteligence (AI). Finance nasměruje na projekty a infrastrukturu, tedy zejména datová centra. Investoři ale nereagovali nadšeně. Firma vykázala propad akcií.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama