1.2 C
Czech
Úterý 27. ledna 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

Rusko zaútočilo na infrastrukturu ve Lvovské oblasti, nikdo nebyl zraněn

Rusko v noci na dnešek zaútočilo na zařízení infrastruktury ve Lvovské oblasti na západě Ukrajiny. Na síti Telegram o tom informoval šéf Lvovské oblasti Maksym Kozyckyj, který neupřesnil, o jaké zařízení se jedná. Podle prvních informací nebyl při útoku nikdo zraněn, dodal Kozyckyj s tím, že na místě zasahují všechny relevantní služby, napsala agentura Reuters.

Británie chystá zahrady na budoucí nedostatek vody

Britská Royal Horticultural Society (RHS) mění přístup k vodě. Po extrémním roce investuje hlavně do jejího zachytávání a ukládání. Organizace zároveň vyzývá miliony zahrádkářů, aby se připravili na sušší budoucnost.

Portugalská policie zabavila rekordních 9 tun kokainu z „narko-ponorky“ u Azor

Portugalská policie popisuje zásah jako největší záchyt kokainu v historii země. Úřady zastavily poloponorné plavidlo u Azor a z moře vytáhly balíky drogy v celkovém objemu zhruba devíti tun. Podle vyšetřovatelů mohl náklad vynést organizovaným skupinám stovky milionů eur.

Bovino byl odvolán z funkce velitele americké pohraniční stráže, vláda to popírá

Greg Bovino byl v pondělí odvolán z funkce velitele v terénu americké pohraniční stráže a odvelen do Kalifornie, kde by měl brzy odejít do důchodu. S odvoláním na server Atlantic, zástupce ministerstva vnitřní bezpečnosti (DHS) a dva další zdroje to dnes napsala agentura Reuters. Jde o reakci na sobotní zastřelení 37letého zdravotníka Alexe Prettiho v Minneapolisu příslušníkem federálního Úřadu pro imigraci a cla (ICE), o němž Bovino šířil sporná tvrzení. DHS jeho odvolání podle agentury AFP popřelo.

Aktivisté hlásí přes 6 tisíc mrtvých při potlačování protestů v Íránu

Aktivisté tvrdí, že při zásahu proti celostátním protestům v Íránu zemřely tisíce lidí a další se stále pohřešují. Teherán uvádí výrazně nižší čísla. Do regionu mezitím dorazila americká letadlová loď a dvě Íránem podporované skupiny naznačily možnost nových útoků.

Francie varuje před krypto firmami bez licence. Regulátor jich řeší 90

Francouzský regulátor AMF upozornil, že před koncem přechodného období je ve Francii stále zhruba 90 krypto firem, které fungují bez potřebného povolení. Úřad tím znovu připomněl, že evropská regulace MiCA postupně utahuje podmínky pro burzy a další poskytovatele krypto služeb.

Schumacher už není upoután na lůžko, píše britský deník

Britský Daily Mail přišel s tvrzením, že Michael Schumacher už není jen trvale připoután na lůžko a může se s pomocí okolí pohybovat na vozíku. Rodina dlouhodobě drží jeho zdravotní stav pod pokličkou, takže jakákoli nová informace okamžitě vyvolá velký zájem i pochybnosti.

Izrael získal ostatky posledního rukojmího z Gazy

Izraelská armáda oznámila, že v Pásmu Gazy našla a získala ostatky posledního rukojmího, který tam zůstával. Jde o policistu Rana Gviliho, zabitého 7. října 2023, jehož tělo bylo od té doby drženo v Gaze. Návrat jeho ostatků má podle Izraele otevřít cestu k dalším krokům plánu amerického prezidenta Donalda Trumpa pro poválečné uspořádání Pásma Gazy.

KOMENTÁŘ: Trump, cla a strach, který trvá. Proč zlato stojí tolik, kolik stojí?

Člověk by musel hodně pátrat v historii, aby našel etapu, ve které by se zlatu tak dařilo. Po bezprecedentních výkonech v minulém roce má drahý kov zjevně dost sil pro další růst. Katalyzátory tohoto růstu totiž nikam neodešly. Naopak jsou ještě silnější.

KOMENTÁŘ: Trump si dělá, co chce, a Putin to vidí. Útok na NATO je však nepravděpodobný

Zatímco válka na Ukrajině probíhá už čtyři roky, americký prezident Donald Trump nedokázal vyjednat slibovaný mír, a místo toho si dělá, co chce, bez ohledu na světový řád. Posílá tím jasný vzkaz Číně a Rusku. „Můžete si taky dělat, co chcete“. Evropští představitelé hovoří o existenční hrozbě pro Severoatlantickou alianci (NATO) a nebezpečí rozpadu světového řádu.

Zimní bouře v USA si vyžádala devět mrtvých, zrušeny byly tisíce letů

Devět mrtvých si vyžádala zimní bouře, která nyní sužuje značnou část Spojených států, informuje zpravodajský server NBC News. Zrušeno podle něj v neděli bylo ve Spojených státech přes 12.000 letů, dnes se očekává zrušení dalších více než 3500 leteckých spojení a zpoždění dalších 645. S výpadky elektřiny se stále potýká více než 820.000 odběratelů, z toho přes 250.000 v Tennessee, uvádí monitorovací server PowerOutage.us.

Indie sníží cla na automobily dovážené z EU

Vláda indického premiéra Naréndry Módího oznámila snížení cel na dovoz automobilů z Evropské unie (EU). Místo současných až 110 procent mají klesnout na 40 procent. Indický trh se tak otevírá zahraničnímu automobilovému průmyslu.

Zaseješ-li vítr, sklidíš bouři. Billboard v Teheránu varuje USA

Od neděle je v centru Teheránu k vidění obrovský billboard, varující Spojené státy před útokem na Írán. K jeho odhalení došlo poté, co americký prezident Donald Trump nařídil přesun „armády letadlových lodí" na Blízký východ pro případný úder na islámskou republiku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama