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

Kolumbii čeká napjaté finále prezidentských voleb

Kolumbijské prezidentské volby míří do druhého kola. V něm se 21. června utkají pravicový populista Abelardo de la Espriella a levicový senátor Iván Cepeda. První kolo ukázalo hluboce rozdělenou zemi, kde voliči dali jasně přednost výrazným politickým pólům před tradičním středem.

CSG získala zakázku od americké armády

Česká zbrojařská skupina CSG posiluje svou pozici na americkém obranném trhu. Její dceřiná společnost Federal Ammunition uzavřela dohodu s americkou armádou, která se týká patentované technologie nábojnic Peak Alloy. Smlouva otevírá cestu k dodávkám až 40 milionů kusů.

Írán zastavuje dialog a výměnu zpráv s USA

Íránský vyjednávací tým zastavuje dialog a předávání zpráv se Spojenými státy pomocí prostředníků, důvodem je izraelské porušování příměří v Libanonu, uvedla dnes agentura Tasním. Zdroj této informace ale nesdělila. Teherán podle agentury hodlá zcela zablokovat Hormuzský průliv, který je významnou dopravní tepnou pro vývoz ropy a plynu z Perského zálivu, a s pomocí spojenců otevřít novou frontu v průlivu Báb al-Mandab, který je klíčovým uzlem pro obchodní plavbu spojující Rudé moře s Adenským zálivem.

KOMENTÁŘ: Už žádná Toyota. Japonský akciový trh korunoval po 22 letech nového vládce

Od roku 2003 platilo, že automobilka Toyota je nejsilnější japonskou společností. Status quo teď ale po dvou dekádách narušil tokijský holding SoftBank. Titul vyrostl díky investicím do AI společností a během půl roku doručil investorům nadstandardní výnos. V čem tkví úspěch SoftBank?

Írán odmítl zprávy o údajně chystané rezignaci prezidenta Pezeškjána

Íránští představitelé označili zprávy o tom, že se íránský prezident Masúd Pezeškján chystá rezignovat, za vymyšlené a za protiíránskou propagandu, jejímž cílem je podkopávat jednotu íránského národa. S odkazem na své zdroje o tom dnes napsala íránská agentura Tasním.

Vláda podnikne kroky k odvolání prezidenta, oznámil Magyar

Maďarský premiér Péter Magyar po dnešním setkání s prezidentem Tamásem Sulyokem prohlásil, že vláda okamžitě zahájí právní kroky nezbytné k výměně prezidenta. Vládní strana Tisza disponuje v parlamentu ústavní většinou. Magyar označuje Sulyoka, který je ve funkci od roku 2024, za loutku předchozího premiéra Viktora Orbána.

Po ruských útocích informují ukrajinské úřady o desítkách raněných

Nejméně osm lidí, včetně tří dětí, utrpělo zranění při útocích ruských dronů v Černihivské oblasti, informovali ukrajinští záchranáři. Dalších šest zraněných si podle záchranářů vyžádal nálet ruských dronů na Oděsu. Devět lidí bylo zraněno při ruských útocích na Charkov a okolí, oznámil šéf správy Charkovské oblasti Oleh Syněhubov. Moskva naopak bez podrobností informovala o likvidaci útočících ukrajinských dronů.

Ropa zdražuje. Trhy znervóznil izraelský postup v Libanonu

Ceny ropy v pondělí 1. června vzrostly o více než dvě procenta. Důvodem je průnik izraelské armády hlouběji do libanonského území. Tento krok, odsouzený mezinárodním společenstvím, vyvolává obavy o pokračující rozhovory mezi USA a Íránem.

Rubio jednal se zástupci Libanonu a Izraele o návrhu plánu na uklidnění situace

Americký ministr zahraničí Marco Rubio hovořil s libanonským prezidentem Josephem Aúnem i izraelským premiérem Benjaminem Netanjahuem o diplomatických jednáních mezi Izraelem a Libanonem a navrhl plán, který by umožnil postupné uklidnění situace. S odvoláním na amerického úředníka to dnes napsala agentura Reuters. Izrael okupuje část Libanonu a ostřeluje mimo jiné pozice libanonské militantní skupiny Hizballáh.

Trump mluví o dohodě. Útoky mezi USA a Íránem ale pokračují

Spojené státy bombardovaly cíle spojené s Íránem v Kuvajtu poté, co islámská republika sestřelila americký dron. Kuvajt informoval, že jeho protivzdušná obrana zachytila několik dronů a raket. I přes vzájemné útoky křehké příměří trvá a jednání o konci války pokračují.

Macron: Francie zadržela tanker plující z Ruska, na který byly uvaleny sankce

Francouzské námořnictvo v Atlantiku zadrželo tanker plující z Ruska, na který byly uvaleny mezinárodní sankce, uvedl na síti X francouzský prezident Emmanuel Macron. Námořnictvo obsadilo plavidlo nazvané Tagor v mezinárodních vodách v neděli při společné operaci s podporou několika partnerů včetně Británie. Podle agentury AFP je to čtvrtý tanker, který Francie takto zastavila.

Výbuch skladu výbušnin v Myanmaru zabil desítky lidí

Silná exploze v severovýchodním Myanmaru připravila o život desítky lidí a další desítky zranila. Neštěstí zasáhlo obec Kaung Tat ve státě Šan poblíž čínských hranic, kterou kontrolují povstalci z Ta'ang National Liberation Army.

Lidstvo už dávno žije na ekologický dluh

Lidstvo žije na obrovský ekologický dluh a současná globální populace už dávno překročila hranici, kterou dokáže Země dlouhodobě unést. Bez drastických změn ve spotřebě zdrojů a přístupu k přírodě hrozí zhroucení ekosystémů, kritický nedostatek potravin i vody a nezvratné zhoršení klimatické krize. Pohodlný život miliard lidí je v současnosti možný jen díky drancování neobnovitelných zásob planety.

Lékaři bez hranic varují: šíření eboly v Kongu je alarmující

Rychlé šíření eboly v Konžské demokratické republice vyvolává vážné obavy zdravotnických organizací. Lékaři bez hranic (MSF) upozorňují, že rozsah epidemie krátce po jejím vyhlášení nemá v historii obdobu.

Volby na Maltě vyhrála vládnoucí Labouristická strana, počtvrté v řadě

Maltský premiér Robert Abela dnes oznámil vítězství své Labouristické strany v předčasných parlamentních volbách, které se konaly v sobotu. Generální tajemník opoziční Nacionalistické strany Charles Bonello v prohlášení pro veřejnoprávní stanici TVM porážku uznal.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama