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

Na řadě měřicích stanic v Německu padly ve čtvrtek teplotní rekordy

Na řadě německých měřicích stanic padly ve čtvrtek teplotní rekordy. Meteorologové na mnoha místech na jihu a ve střední části země naměřili přes 40 stupňů Celsia. Celoněmecký teplotní rekord zaznamenaný na konci června ale pokořen nebyl, informovala agentura DPA. Dnes se v celém Německu ochladí.

Ceny ropy klesají. Obavy z omezení dodávek ropy v Hormuzském průlivu zatím polevily

Ceny ropy v pátek pokračovaly v poklesu poté, co se začala obnovovat lodní doprava v Hormuzském průlivu. Trhy tak částečně zmírnily obavy z výpadků dodávek, které v předchozích dnech podpořily prudký růst cen po obnovení bojů mezi Spojenými státy a Íránem.

Počet migrantů z Maroka, kteří se dostali do španělské Ceuty, vzrostl podle úřadů na 49.000

Od čtvrtka přišlo do španělského města Ceuta na severu afrického kontinentu ze sousedního Maroka v nekontrolovaném proudu lidí na 49.000 migrantů. S odkazem na odhad španělského ministerstva vnitra to dnes uvedla agentura Reuters. Při snaze přeplavat námořní hranici se 19 migrantů utopilo. Chaotické snahy o překonání hranice mezi Marokem a španělskou exklávou pokračují i dnes, ačkoliv Maroko posílilo ostrahu části hranice. Někteří lidé však začali odcházet. Do Ceuty dnes míří premiér Pedro Sánchez.

Otec školního střelce v Georgii dostal patnáct let vězení. Soud uznal, že masové vraždě nezabránil, ač mohl

Otec šestnáctiletého střelce Colta Graye, který loni zabil čtyři lidi na střední škole v americkém státě Georgie, byl odsouzen k 15 letům vězení. Soud dospěl k závěru, že svým jednáním umožnil tragédii, přestože sám nikoho nezastřelil.

Írán tvrdí, že provedl dronový útok na americké cíle v Kuvajtu

Íránská armáda dnes oznámila, že v odvetě za americké údery proti Íránu provedla dronový útok na americké vojenské cíle v Kuvajtu. Informovala o tom agentura AFP. Oblastní velitelství amerických sil CENTCOM tvrzení Teheránu dosud nekomentovalo.

Rajčata postříkaná kyanidem otrávila v Keni patnáct slonů

Za úhynem 15 slonů v okolí keňského národního parku Amboseli stojí otrava kyanidem. Naznačují to průběžné výsledky vyšetřování. Podle Keňské správy ochrany přírody (KWS) zvířata pravděpodobně pozřela pesticidy používané na okolních rajčatových farmách.

Ukrajina zasáhla další logistické centrum Wildberries a rafinerii ve Volgogradu

Ukrajinský dronový útok v noci na dnešek způsobil požár v komplexu energetického průmyslu a skladech ve Volgogradu. Podle agentury Reuters to uvedl gubernátor ruské Volgogradské oblasti Andrej Bočarov, podrobnosti týkající se zasažených objektů nesdělil. V regionu se nachází rafinerie ropné společnosti Lukoil. Útoky podle Bočarova zranily pět lidí.

Itálie žádá o uzavření Shengenu se Španělskem. Migrační krize v Cautě vyvolala diplomatické napětí

Příliv migrantů do španělské enklávy Ceuta vyvolal ostrou reakci italské vlády. Nejvyšší italští představitelé vyzvali k pozastavení fungování schengenského prostoru se Španělskem, zatímco Madrid oznámil nasazení armády do oblasti a Evropská komise (EK) nabídla pomoc prostřednictvím agentury Frontex.

Po pádu laviny na pákistánské hoře Broad Peak je pohřešováno šest horolezců

Po pádu laviny na hoře Broad Peak v severním Pákistánu je stále pohřešováno šest z deseti horolezců ze skupiny vedené známým nepálským alpinistou Nirmalem Purjou. Podle dnešních informací deníku Kathmandu Post se záchranářům podařilo zpod laviny vyprostit čtyři těla, jejichž identitu se úřady snaží zjistit. Po zbylých horolezcích se stále pátrá. O pádu laviny informoval ve čtvrtek podle agentury AP viceprezident pákistánského alpinistického klubu Karrár Hajdrí.

Bylo dosaženo dohody o úplném odzbrojení Hamásu, oznámil Trump

Americký prezident Donald Trump oznámil uzavření dohody, která má vést k úplnému odzbrojení Hamásu a dalších ozbrojených skupin v Pásmu Gazy. Samotný Hamás však dohodu zatím veřejně nepotvrdil a Palestinský islámský džihád označil zprávy o ní za nepřesné.

ANALÝZA: Nejde jen o zbraně. Ukrajinské útoky na „ruský Amazon“ jsou pro Rusko větší problém

Představte si velké roje dronů útočící na sklady Amazonu v USA. Zaměstnanci jsou zabíjeni, dochází k narušení dodavatelských řetězců a ke značným finančním ztrátám a obyčejní spotřebitelé si nemohou rychle objednat produkty denní potřeby za přijatelnou cenu. Podobná situace nyní panuje v Rusku.

Superenzymy otevírají novou cestu k recyklaci plastů

Plasty patří k největším ekologickým problémům současnosti a jejich množství dál roste. Vědci proto hledají účinnější způsoby recyklace, které by dokázaly vracet plastový odpad zpět do výroby bez ztráty kvality. Velkou naději představují enzymy upravené pomocí moderních biotechnologií. Ty dokážou některé plasty rozložit na původní stavební látky, ze kterých lze vyrobit nový materiál.

Musk podle Axiosu významně podpoří volební kampaň amerických republikánů

Nejbohatší člověk na světě Elon Musk, který pomohl Donaldu Trumpovi k návratu do Bílého domu, se chystá významně finančně podpořit kampaň amerických republikánů před listopadovými volbami. Dnes o tom informoval portál Axios. Nadcházející volby, při kterých Američané vyberou nové zástupce do Sněmovny reprezentantů a do třetiny Senátu, rozhodnou, zda Trumpovi republikáni udrží v Kongresu USA většinu. Úspěch demokratů by mohl Trumpovi zkomplikovat zbytek jeho druhého prezidentského mandátu.

Při rozsáhlém ruském útoku zemřelo v různých částech Ukrajiny devět lidí

Počet obětí ruského útoku na Ukrajinu se podle ukrajinských médií zvýšil na devět poté, co záchranáři ve Lvově nalezli pod troskami budovy tělo mrtvého muže. Agentura Reuters ale bez podrobností píše o nejméně 13 mrtvých. Na předměstí Kryvého Rihu v Dněpropetrovské oblasti podle velitele městské vojenské správy Oleksandra Vilkula raketa Iskander-M zasáhla rodinný dům a zabila šest lidí, z toho dvě děti. Dalších osm osob včetně dvou dětí je zraněno, uvedl šéf správy regionu Oleksandr Hanža. V Kyjevě zemřel jeden člověk, oznámila městská vojenská správa, a další mrtvý je v Poltavské oblasti.

Tisíce Maročanů pronikly do sousedního španělského města Ceuta, to volá armádu

Tisíce Maročanů dnes pronikly do španělského autonomního města Ceuta, když ze sousedního Maroka přeplavali či přešli po souši, informuje deník El País. Španělští policisté podle něj takovému množství nedokázali čelit. Ceuta se potýká s větší migrační vlnou už několik dnů a její starosta Juan Jesús Vivas kvůli tomu tento týden požádal španělskou vládu o vyhlášení stavu národní nouze. Dnes k tomu ještě požádal o nasazení armády.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama