-9.5 C
Czech
Neděle 1. 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

Ruský dronový útok zabil v Dnipru dva lidi

Kyjev/Moskva 1. února (ČTK) - Ruský dronový útok v noci na dnešek zabil v Dnipru dva lidi, uvedl na platformě Telegram náčelník vojenské správy Dněpropetrovské oblasti Oleksandr Hanža. Po dvou útocích v Záporoží pak utrpělo zranění šest lidí, uvedl šéf správy Záporožské oblasti Ivan Fedorov. Moskva útočí především na dopravní spoje a na energetiku, napsal na síti X ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Rusko dnes podle agentury Interfax oznámilo dobytí dvou vesnic v Charkovské a Doněcké oblasti.

Republikánům se po doplňovacích volbách v Texasu snížila většina ve sněmovně

Republikánům se po doplňovacích volbách v americkém státě Texas zmenšila už tak těsná většina ve Sněmovně reprezentantů. Křeslo po loni zemřelém kongresmanovi Sylvesteru Turnerovi obsadí demokrat Christian Menefee, informovala dnes agentura AP. Do senátu v Texasu se pak dostal další demokrat Taylor Rehmet.

Írán považuje armády států EU za teroristické

Írán považuje ozbrojené síly zemí Evropské unie za teroristické skupiny, uvedl dnes předseda íránského parlamentu Mohammad Bágher Ghálíbáf. Jde podle něj o odvetný krok za to, že EU zařadila íránské revoluční gardy na unijní seznam teroristických organizací, informují tiskové agentury.

Ficův bezpečnostní poradce Lajčák rezignoval kvůli Epsteinovým dokumentům

Národní bezpečnostní poradce slovenského premiéra Roberta Fica Miroslav Lajčák rezignoval v souvislosti se zveřejněním dokumentů americkým ministerstvem spravedlnosti, které odhalily jeho komunikaci s již zesnulým finančníkem a odsouzeným sexuálním delikventem Jeffreym Epsteinem.

Musk tvrdí, že SpaceX omezila zneužívání Starlinku ruskými drony

Opatření, která SpaceX nasadila proti neautorizovanému využívání Starlinku ruskými drony, podle firmy začínají zabírat. Elon Musk naznačil, že zásah už má konkrétní dopad, a vyzval ukrajinskou stranu, aby dala vědět, pokud bude potřeba přitvrdit.

Trumpův kandidát na šéfa Fedu rozhýbal trhy

Americký prezident Donald Trump potvrdil, že do čela Federálního rezervního systému chce nominovat Kevina Warshe. Trhy na zprávu zareagovaly okamžitě. Zlato i stříbro po sérii rekordů výrazně oslably, zatímco akciové indexy v USA zaznamenaly jen mírné ztráty.

U Essexu vzniká nový ptačí ostrov ze tří potopených lodí

U pobřeží Essexu roste nový kus země. Nevzniká z betonu ani z kamene, ale ze starých říčních lodí a bahna z přístavu. National Trust nechal v ústí řeky Blackwater potopit tři vyřazené nákladní čluny.

V DR Kongo se zřítil důl. Nejméně dvě stě lidí zemřelo

Při závalu dolu ve východní části Demokratické republiky Kongo zahynulo podle místních úřadů více než 200 lidí. Neštěstí se odehrálo ve městě Rubaya v provincii Severní Kivu, kde se důl zřítil v důsledku silných dešťů.

Bitcoin se propadl pod 81 000 dolarů, trhy sužuje nejistota

Bitcoin o víkendu prohloubil ztráty a propadl se pod hranici 81 000 dolarů, přičemž nízká obchodní aktivita zesílila výkyvy cen. Investoři zůstávají opatrní kvůli napětí na Blízkém východě, politické nejistotě ve Spojených státech a přetrvávajícím slabinám samotného kryptotrhu.

Protesty v Íránu podle Pezeškjána podnítili politici z EU, USA a Izraele

Protesty v Íránu podnítili americký prezident Donald Trump, izraelský premiér Benjamin Netanjahu a politici z Evropské unie. Podle agentury Reuters to dnes prohlásil íránský prezident Masúd Pezeškján. Uvedl, že demonstrace nebyly vyvolány jen sociálními problémy. Při potlačování projevů nespokojenosti s režimem, které začaly na konci prosince, zahynuly v Íránu tisíce lidí.

Prozatímní prezidentka Venezuely oznámila plán na amnestii politických vězňů

Prozatímní prezidentka Venezuely Delcy Rodríguez představila návrh zákona o amnestii, díky kterému by se mohly na svobodu dostat stovky politických vězňů, včetně opozičních předáků, novinářů a bojovníků za lidská práva. Informují o tom agentury.

Izraelské údery v Pásmu Gazy zabily 23 lidí

Izraelské údery zabily od noci v Pásmu Gazy nejméně 23 Palestinců, uvádí agentura AP v nové bilanci na základě informací od palestinských nemocnic. Dříve agentura hlásila 12 mrtvých. Stanice Al Džazíra s odvoláním na zdravotníky uvádí, že zemřelo 25 Palestinců. Podle agentury AP se jedná o jeden z nejvyšších počtů mrtvých od říjnového vyhlášení příměří. Izraelská armáda údery zatím nekomentovala

Kyjev i Moskva opět hlásí noční dronové útoky nepřítele

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na Ukrajinu 85 bezpilotními letouny. Ukrajinská protivzdušná obrana podle předběžných údajů sestřelila nebo odklonila 64 dronů Šáhed, Gerbera, Italmas a dalších typů. Na platformě Telegram to oznámilo ukrajinské letectvo. Naopak Rusko podle agentury Interfax v noci informovalo o zachycení nebo zničení 26 ukrajinských dronů. Moskva zároveň dnes oznámila dobytí dvou ukrajinských vesnic v Záporožské oblasti a Doněcké oblasti. Tvrzení nelze nezávisle ověřit.

Novým šéfem amerického úřadu statistiky práce má být Matsumoto, oznámil Trump

Prezident Donald Trump do čela amerického Úřadu pro statistiku práce (BLS) nominuje ekonoma Bretta Matsumota. Šéf Bílého domu to oznámil na své sociální síti Truth Social. Předchozí komisařku BLS Eriku McEntarferovou prezident v srpnu z čela úřadu při ministerstvu práce odvolal, když ji bez důkazů obvinil z manipulace s daty o zaměstnanosti. Krátce poté na pozici nominoval hlavního ekonoma konzervativního think-tanku The Heritage Foundation E.J. Antoniho, jehož nominaci o necelé dva měsíce později stáhl. Jmenování podléhá schválení Senátu.

Plastový odpad zaplavuje planetu

Plasty nám usnadnily život, ale svět teď dusí jejich odpad. Každý rok skončí v oceánech miliony tun plastů a další hromady leží na souši. Problém roste rychleji než řešení a zasahuje přírodu i lidi.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama