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

Mohla by Severní Koreji vládnout žena? Kimova třináctiletá dcera budí pozornost

Je jí asi 13 let, je dcerou Kim Čong-una a od roku 2022 se s ním účastní veřejných vystoupení. Mohla by Kim Ču-e být „dědičkou trůnu“? Většina oslovených severokorejských přeběhlíků domnívá, že jednou pravděpodobně ve vládnutí nahradí svého otce. Jiní však poukazují na to, že vládnoucí žena v tak patriarchální kultuře je nepravděpodobná.

Trump připouští konec útoků na Írán. Rubio ale diplomatický průlom neočekává

Americký prezident Donald Trump v nedělním rozhovoru prohlásil, že další vojenské údery na Írán jsou nepravděpodobné, pokud Teherán učiní určité kroky směrem k dohodě o svém jaderném programu a znovuotevření Hormuzského průlivu. Zopakoval, že Írán je z vojenského hlediska fakticky poražen. K rozhovoru došlo po drtivé porážce republikánů ve volbách do Kongresu, kterou viceprezident J.D. Vance do značné míry připsal právě válce.

KOMENTÁŘ: Čínská špionka, nevěra a krádež čipů. Jak trh reaguje na průšvih Nvidie?

Nebývá zvykem, aby jeden milenecký úlet způsobil zemětřesení na burze. Jenže aktuální aférka se týká rovnou Jensena Huanga, CEO Nvidie, druhé nejhodnotnější společnosti světa. Huang se podle novinářů mohl zaplést s milenkou, která jen tak náhodou dělá pro čínskou rozvědku. Akcie okamžitě reagovaly prudkým poklesem.

Russell Brand dostal za znásilnění a sexuální napadení deset a půl roku vězení

Britský komik a herec Russell Brand stráví za znásilnění a sexuální napadení deset a půl roku ve vězení. Londýnský soud ho v pondělí potrestal za činy, kterých se dopustil na čtyřech ženách v letech 2004 až 2009. Jednapadesátiletý bavič vinu po celou dobu odmítal.

Armáda USA stáhla své letouny z další britské základny kvůli íránské hrozbě

Armáda Spojených států v pondělí stáhla své letouny z další letecké základny v Británii kvůli hrozbě ze strany Íránu, píše deník The Wall Street Journal (WSJ) s odvoláním na své zdroje. Tankovací letouny ze základny Mildenhall přesunula mimo jiné do Německa. Stalo se tak několik týdnů poté, co USA stáhly své bombardéry z britské letecké základny Fairford po incidentu, který britské úřady vyšetřují jako možný pokus o teroristický útok na toto zařízení využívané Američany k náletům na cíle v Íránu.

Tomáš Macháč překvapivě skončil na turnaji ve Stockholmu hned v prvním kole

Český tenista Tomáš Macháč nezvládl úvodní zápas na turnaji ATP ve Stockholmu a se soutěží se rozloučil už v prvním kole. Šedesátý hráč světového žebříčku podlehl chorvatskému kvalifikantovi Bornovi Gojovi ve dvou setech 3:6 a 4:6. Proti soupeři ze druhé stovky žebříčku tak nedokázal navázat na výkony z předchozích turnajů.

Ruská delegace odletěla do Abú Zabí, kde bude jednat s Ukrajinci a Američany

Ruská delegace odletěla do Abú Zabí na jednání se zástupci Ukrajiny a Spojených států, oznámila dnes ruská státní agentura TASS. Rozhovory o ukončení války Ruska proti Ukrajině, která pokračuje pátý rok, se budou konat v úterý a ve středu. Na cestě do Abú Zabí je také ukrajinská delegace, informoval šéf civilní rozvědky Rustem Umerov, který stojí v jejím čele.

Na podporu vinařství šlo 2,4 miliardy korun, vinic přesto ubývá

České vinařství získalo veřejnou podporu za 2,4 miliardy korun, počet pěstitelů i rozloha vinic však dál klesají. Nejvyšší kontrolní úřad (NKÚ) navíc odhalil závažné nedostatky při rozdělování dotací. Vinařský fond podle kontrolorů neoprávněně vyplatil 12,4 milionu korun a někteří členové jeho vedení neoznámili své vazby na žadatele o podporu.

Válku v Íránu jsme vyhráli, jásá Trump

Americký prezident Donald Trump prohlásil, že Spojené státy ve válce s Íránem zvítězily a obnovení bojů považuje za „velmi nepravděpodobné“. Zároveň však varoval Teherán před dalšími útoky, pokud nepřistoupí na přísnou dohodu. Napětí v regionu mezitím pokračuje. Americké síly zaútočily na íránský ostrov Qeshm v Hormuzském průlivu a Washington oznámil, že v jednáních s Teheránem zatím nedošlo k žádnému pokroku.

Rok 2026 může být nejteplejším v historii. A bude hůř, varují vědci

Rok 2026 by se mohl stát nejteplejším v historii měření. Podle americké výzkumné organizace Berkeley Earth existuje 95procentní pravděpodobnost, že překoná dosavadní rekord z roku 2024. Globální oteplování navíc zesiluje mimořádně silný klimatický jev El Niño. Generální tajemník organizace spojených národů (OSN) António Guterres v souvislosti se zahájením klimatického summitu COP31 v Turecku varoval, že svět vstoupil do nové éry extrémního počasí.

Sýrie nemá a nebude mít v Jemenu žádné vojáky, uvedla syrská diplomacie

Sýrie nemá v Jemenu žádné vojenské jednotky a ani tam své vojáky nevyšle. Dnes to podle agentury AFP uvedl syrský ministr zahraničí Asaad Šíbání. Popřel tak sobotní informaci AFP, že podle zdrojů z jemenských vládních úřadů a armády jsou na obou stranách hranice Jemenu a Saúdské Arábie nasazeny stovky syrských vojáků, kteří mají oběma zemím pomáhat v konfliktu s jemenskými húsíjskými povstalci.

Milenka šéfa Nvidie, čínská špionáž a miliardy dolarů. Co je zač firma MegaSpeed?

Singapurská společnost MegaSpeed se ocitla v centru mezinárodního skandálu kolem šéfa technologického gigantu Nvidia Jensena Huanga. Ten přiznal manželskou nevěru poté, co média informovala o jeho vztahu s podnikatelkou Alice Huang, údajně napojenou na čínské zpravodajské služby. Firma přitom už dříve čelila podezření, že pomáhala obcházet americká omezení vývozu pokročilých čipů do Číny.

Steven Spielberg chystá svůj první western

Režisér Steven Spielberg (79) se po desetiletích kariéry chystá natočit svůj první celovečerní western. Nový projekt potvrdil jeho dlouholetý kameraman Janusz Kamiński, podle kterého by natáčení mohlo začít už v roce 2027. Při úvahách o vizuální podobě filmu přitom vzpomíná také na Sudety, jejichž krajina mu připomínala americkou Montanu.

Rozšiřování měst připravuje tropické oblasti o ptačí druhy

Rozšiřování měst výrazně snižuje rozmanitost ptačích druhů po celém světě. Největší ztráty přitom zaznamenávají tropické oblasti, které patří k nejbohatším ekosystémům planety. Nový výzkum ukazuje, že městská zástavba ohrožuje především ptáky závislé na specifickém přírodním prostředí.

Le Pen by ve druhém kole voleb ve Francii porazila Mélenchona, ukázal průzkum

Lídryně francouzské krajní pravice Marine Le Pen by v prezidentských volbách, které se budou v zemi konat příští rok na jaře, s velkým náskokem vyhrála první kolo se 34 až 36 procenty hlasů. Do druhého kola by s ní postoupil vůdce krajní levice Jean-Luc Mélenchon s 18 až 19 procenty, Le Pen by ho v něm ale snadno porazila. Vyplývá to z průzkumu agentury Toluna Harris Interactive, o němž dnes informovala agentura Reuters. Podle ní se tak polarizace francouzské politiky dál prohlubuje.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama