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

Život Julie Andrews přiblíží nový dokument plný archivních záběrů

Julie Andrews se ve svých devadesáti letech ohlédne za kariérou, která začala v britských varieté a přivedla ji až mezi největší filmové hvězdy. Připravovaný dokument nabídne nové rozhovory i dosud nepublikované archivní záběry.

Britská firma prodala 178 bitcoinů. Penězi předčasně splatila dluh

Britská společnost Smarter Web Company prodala téměř 178 bitcoinů a získané peníze použila na předčasné splacení svého závazku. Transakce měla hodnotu přibližně 11,7 milionu dolarů. Firma se tím zároveň vyhnula možnému vydání více než 7,7 milionu nových akcií.

Indie: Levhart zaútočil v obchodě s alkoholem. Pohotový prodavač ho uvěznil uvnitř

Do obchodu s alkoholem v severoindickém státě Rádžasthán nečekaně vnikl leopard a zaútočil přímo na prodavače. Zraněnému muži se nakonec podařilo šelmu uvěznit přímo uvnitř obchodu.

Demonstranti se střetli s albánskou policií při protestech proti resortu Jareda Kushnera v Albánii

Albánské protesty proti plánovanému luxusnímu resortu spojenému s Jaredem Kushnerem přerostly v otevřený střet s policií. Demonstranti kritizují možné poškození chráněné přírody, nejasnosti kolem vlastnictví pozemků i celkově korupční poměry v zemi. Hnutí, které si říká "plameňáková revoluce", už téměř dva měsíce tlačí na vládu premiéra Ediho Ramy.

V Kongu si ebola vyžádala už více než 1000 obětí, počet nakažených přesáhl 2500

Počet potvrzených obětí eboly v Kongu vzrostl na 1033 a počet nakažených dosáhl 2536, uvedla dnes agentura Reuters s odvoláním na oficiální údaje zveřejněné ve středu v noci. Předchozí bilance uváděla 999 mrtvých a 2423 nakažených. Podle Reuters jde o nejrychleji se šířící epidemii eboly v historii.

Sněmovna USA schválila návrh obranného rozpočtu ve výši 1,15 bilionu dolarů

Americká Sněmovna reprezentantů ve středu těsnou většinou schválila návrh obranného rozpočtu v rekordní výši 1,15 bilionu dolarů (24,4 bilionu Kč). Návrh rovněž zahrnuje ustanovení o užší spolupráci Pentagonu s Izraelem či přejmenování amerického ministerstva obrany na ministerstvo války. Opatření navzdory výhradám demokratů prošlo dolní komorou Kongresu v poměru 216 ku 212 hlasům. Píší o tom agentury Reuters a AP.

Milan Petržela ukončil profesionální fotbalovou kariéru

Milan Petržela po více než dvou desetiletích uzavřel profesionální fotbalovou kariéru. Rekordman v počtu ligových startů odehrál v nejvyšší soutěži 537 zápasů a získal řadu trofejí. Ve 43 letech se rozhodl skončit, protože podle svých slov už mu fotbal nepřinášel stejnou radost jako dříve.

Francouzské úřady kvůli požáru u Bordeaux evakuovaly tisíce lidí

Francouzské úřady kvůli lesnímu požáru na pobřeží Atlantiku u Bordeaux preventivně evakuovaly 10.000 turistů a asi 1000 obyvatel. Informovala o tom agentura DPA s odvoláním na prohlášení departementu Gironde z dnešního rána. Server regionálních rozhlasových stanic ici.fr s odvoláním na své zdroje uvedl, že evakuovaných je celkem takřka 12.000 a že požár u obce Saumos západně od Bordeaux se rozšířil na 2400 hektarů. Portál departementu je v současné době nedostupný.

Zástupci států EU podpořili 21. balík sankcí proti Rusku, Řecko stáhlo blokaci

Zástupci států EU dnes podpořili přijetí 21. balíku sankcí proti Rusku za jeho agresi vůči Ukrajině, potvrdil unijní diplomat. Nová omezení se dlouho nedařilo schválit zejména kvůli výhradám, které mělo Řecko v souvislosti s omezením přepravy ruského zkapalněného plynu (LNG), což by podle Atén citelně zasáhlo řeckou lodní dopravu. Nakonec si Řecko podle informací ČTK vyjednalo určité ústupky.

Ukrajina a Rusko hlásí mrtvé po útocích protivníka i útoky na infrastrukturu

Ruský útok v ukrajinské Sumské oblasti si v noci na dnešek vyžádal jednoho mrtvého. Rozsáhlému útoku čelila také Oděsa. V Rusku a na okupovaném poloostrově Krym zemřeli tři lidé, v Uljanovské oblasti zasáhl dron objekt infrastruktury. Informovaly o tom dnes ukrajinské a ruské úřady.

Válka s Íránem už USA stála 37,5 miliardy dolarů. Hegseth požádal Kongres o další finance

Válka s Íránem už USA vyšla přibližně na 37,5 miliardy dolarů (zhruba 794 miliard korun), odhadl v úterý na dotaz zákonodárců americký ministr obrany Pete Hegseth. Ve skutečnosti však mohou být výdaje ještě vyšší, odhad totiž nezahrnuje náklady na opravu poškozených vojenských základen na Blízkém východě. Hegseth navíc vyvolal pobouření, když Kongres požádal o dalších 87 miliard dolarů (asi 1,84 bilionu korun).

Ministři zahraničí USA a Ruska jednali o konfliktu na Ukrajině i vztazích

Americký ministr zahraničí Marco Rubio dnes ve filipínské Manile jednal se svým ruským protějškem Sergejem Lavrovem o válce na Ukrajině, ale také o normalizaci vztahů jejich zemí. Rusko je podle Lavrova připravené na urovnání konfliktu, ministr ale zároveň varoval před americkými dodávkami zbraní na Ukrajinu, napsaly dnes agentury.

Trump vzdal hold vojákům padlým na Blízkém východě. Ještě předtím pohrozil Íránu

Těla čtyř amerických vojáků zabitých na Blízkém východě se ve středu vrátila do Spojených států v rakvích pokrytých vlajkami. Takzvaného důstojného převozu se účastnil i prezident Donald Trump, který se soukromě setkal s rodinami padlých. Přiznal, že to bylo „velmi těžké“. Ještě předtím přitom hrozil Íránu eskalací, která by ohrozila další tisíce amerických vojáků na Blízkém východě. Šéf Bílého domu trval na tom, že Američaům válka nevadí. Průzkumy však ukazují něco jiného.

USA provedly další vlnu útoků na Írán, podle Teheránu zahynuli dva lidé

Spojené státy dokončily další vlnu vzdušných úderů na Írán. Na síti X to oznámilo oblastní velitelství amerických sil na Blízkém východě (CENTCOM). Útok začal ve středu v 17:30 východoamerického času (23:30 SELČ) a trval pět hodin. Výbuchy byly dosud hlášeny z oblastí jihoíránských měst Búšehr, Ahváz a Sírík, uvedla agentura Reuters s odvoláním na íránská média. Při americkém vzdušném úderu na hraniční přechod Šalamčeh mezi Íránem a Irákem zahynuli dva lidé. S odkazem na bezpečnostní zdroj to sdělila íránská agentura SNN. Kuvajt mezitím sdělil, že čelil íránskému dronovému útoku.

Hútíové udeřili na saúdské tankery, v Hormuzu explodovala loď

Jemenští povstalci Hútíové v Rudém moři zaútočili na dva saúdské ropné tankery, které podle nich narušily jejich blokádu. Americký prezident Donald Trump pohrozil, že pokud rebelové zablokují Rudé moře, tak se „o ně postará“. Jeden ze tří tankerů, který se snažil proplout Hormuzským průlivem, explodoval. USA mezitím zahájily další vlnu úderů na Írán, na což ropa reagovala růstem.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama