2.6 C
Czech
Sobota 13. prosince 2025
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

U Oděsy hoří turecká loď, Ankara volá po zastavení bojů mezi Ruskem a Ukrajinou

Při útoku na ukrajinský přístav Čornomorsk byla zasažena turecká loď, uvedlo dnes turecké rejdařství. Přístav je vzdálen asi 20 kilometrů od Oděsy, která se i s přilehlou oblastí stala podle ukrajinských úřadů terčem ruských raket a dronů. Ankara následně vyzvala k okamžitému zastavení bojů mezi Ruskem a Ukrajinou, incident podle ní ohrožuje bezpečnost lodní dopravy v Černém moři. O ruském útoku na Oděskou oblast a zasažení civilního plavidla v Čornomorsku se zmínil také ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj.

Írán údajně zadržel nositelku Nobelovy ceny Narges Mohammadi

Nositelku Nobelovy ceny míru Narges Mohammadi podle jejích podporovatelů v pátek v Íránu zadržely bezpečnostní složky. K zatčení mělo dojít ve městě Mašhad na pietní akci za právníka a obhájce lidských práv Khosrowa Alikordiho, který byl nedávno nalezen mrtvý za nejasných okolností. Íránské úřady se k případu bezprostředně nevyjádřily.

Křetínský kupuje AAA Auto a Mototechnu

Daniel Křetínský rozšiřuje své české portfolio. Jeho investiční skupina EP Equity Investment kupuje Aures Holdings, tedy provozovatele autobazarů AAA Auto a Mototechna. Cenu transakce strany nezveřejnily.

Vonn vyhrála sjezd ve Svatém Mořici, Ledecká skončila 22.

Trojnásobná olympijská vítězka Ester Ledecká vstoupila do sezony Světového poháru 22. místem ve sjezdu ve Svatém Mořici. Na vítězku Lindsey Vonn ztratila 2,20 sekundy. Pro českou reprezentantku šlo o první rychlostní závod zimy a výsledek zůstal za očekáváním, zvlášť po slibném výkonu v tréninku.

Adamczyková při návratu vyhrála kvalifikaci v Cervinii

Eva Adamczyková se po mateřské pauze vrátila do Světového poháru ve snowboardcrossu a hned v prvním startu ukázala, že rychlost neztratila. V italské Cervinii vyhrála kvalifikaci a do sobotního závodu půjde s výhodou volby startovní brány. Vedle ní postoupili i dva čeští muži, naopak Karolína Hrůšová mezi nejlepší neprošla.

Lední medvědi mění svou DNA. Snaží se přizpůsobit klimatickým změnám

Nová vědecká studie přináší překvapivý závěr. Lední medvědi v jedné části Grónska vykazují genetické změny, které souvisejí s oteplováním. Naznačuje to snahu reagovat na rychle se měnící podmínky.

Slovenský parlament přehlasoval prezidentovo veto a zrušil úřad pro whistleblowery

Slovenský parlament dnes hlasy vládních poslanců přehlasoval veto prezidenta Petera Pellegriniho a opět schválil zákon o zrušení současného úřadu na ochranu oznamovatelů protispolečenské činnosti. Od ledna tento úřad podle schválené normy nahradí nová instituce, jejíž vedení dosadí vládní koalice.

Bouře Byron v Pásmu Gazy zabila nejméně 11 lidí a několik dalších zranila

Pásmo Gazy zasáhla silná bouře Byron, která si v posledních 24 hodinách vyžádala nejméně 11 obětí a několik dalších zranila, informovala dnes palestinská agentura Wafa. Kvůli silným dešťům, které v Gaze vypukly ve středu, se zřítila řada budov a záplavy se rozšířily do více částí oblasti.

Jednotlivé státy už nebudou rozhodovat o AI, podepsal Trump nařízení

Americký prezident Donald Trump podepsal výkonný příkaz, který zakazuje prosazování předpisů týkajících se umělé inteligence (AI) na úrovní států. Tohle opatření může zvýšit konkurenceschopnost USA v tomto odvětví, současně však podle kritiků vezme jednotlivým státům možnost bránit se proti škodlivým dopadům této technologie.

Ruský útok na ukrajinský Pavlohrad zabil seniora, v Tveru dron zranil sedm lidí

Jeden senior přišel o život a další čtyři lidé utrpěli zranění při ruském dronovém útoku v Pavlohradu ležícím východně od ukrajinského Dnipra. Informoval o tom šéf vojenské správy Dněpropetrovské oblasti Vladyslav Hajvanenko na svém telegramovém účtu. Cílem rozsáhlého útoku bezpilotními stroji byla Oděsa a její okolí, oznámil dnes ráno šéf její správy Oleh Kiper. V ruském Tveru se sestřelený dron podle úřadů zřítil na výškový obytný dům a sedm lidí utrpělo zranění.

Chile v neděli zvolí prezidenta, favoritem je krajně pravicový politik Kast

Chilané si v neděli vyberou prezidenta, který v březnu vystřídá v nejvyšším úřadu levicového politika Gabriela Borice. Favoritem je podle průzkumů krajně pravicový právník José Antonio Kast, který se utká s Boricovou exministryní sociálních věcí Jeannette Jaraovou. Klíčové budou hlasy takzvané generace Z, asi třetina voličů je totiž mladší 30 let. Volební účast je letos po 13 letech opět až na výjimky povinná.

Stáhněte se, Rusko nezaútočí. Trump nabídl Ukrajině nepřijatelný kompromis

USA navrhly Ukrajině zřízení „svobodné ekonomické zóny“ v částech Doněcké oblasti, což znamená stažení ukrajinských sil, sdělil na brífinku novinářům ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Podle něj je to bez dostatečných bezpečnostních záruk nereálné.

Severovýchod Japonska zasáhlo zemětřesení o síle 6,7 stupně

Severovýchod Japonska dnes zasáhlo další silné zemětřesení. Síla otřesu činila podle seismické agentury EMSC 6,7 stupně, stejný údaj uvedla i Japonská meteorologická služba. Japonský úřad také vydal varování před asi metrovými vlnami cunami, to ale po zhruba dvou hodinách zrušil. Japonské úřady podle agentury AP prozatím nezaznamenaly žádné hlášení o zraněných či vážných škodách. Epicentrum zemětřesení se nacházelo v moři.

Thajský premiér rozpustil parlament, aby „vrátil moc lidu“

Thajsko míří k předčasným volbám. Premiér Anutin Čánvirakun oznámil rozpuštění parlamentu s tím, že „vrací moc lidem“. Jedná se o vyústění politických sporů v době ozbrojených střetů na hranici s Kambodžou.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama