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

Nic nezkoušejte. Ratcliffe v Moskvě varoval před akcemi proti NATO

Šéf americké Ústřední zpravodajské služby (CIA) John Ratcliffe během úterní neohlášené návštěvy Moskvy varoval ruské představitele, aby neeskalovali konflikt proti Severoatlantické alianci (NATO), uvedly zdroje obeznámené se situací.

Po najetí auta do davu před barem ve francouzském Caen zemřeli dva lidé

V severofrancouzském městě Caen auto ve středu večer zřejmě úmyslně najelo před místním barem do skupiny chodců, uvedly dnes agentury Reuters a AFP s odkazem na místní úřady. Srážka si vyžádala dva životy. Zraněno je devět osob. Úřady původně informovaly o jedné oběti a deseti zraněných. Podezřelý řidič, muž narozený v Rusku, byl později zatčen. Úřady incident prozatím nevyšetřují jako terorismus.

Po bleskových povodních v Nepálu se pohřešuje přes 1300 lidí, nejméně 165 zemřelo. Příčinou mohl být pád ledovce

Čína po středeční povodni na hranici Tibetu s Nepálem pohřešuje podle nové bilance 558 lidí, další tři pak eviduje jako mrtvé, informovala agentura AP. Nepál jako počet mrtvých nově udává 162, pohřešuje podle AFP dalších nejméně 823 lidí, z nichž 579 jsou nepálští i zahraniční turisté. Na obou stranách hranice tak celkový počet mrtvých činí nejméně 165, pohřešovaných je pak dohromady nejméně 1381 lidí.

Katastrofální záplavy na hranici Nepálu a Tibetu mají stovky obětí. Mezi pohřešovanými jsou stovky turistů

Mohutné sesuvy půdy a přívalové záplavy zasáhly oblast na hranici Nepálu a Tibetu. Zahynuly desítky až stovky lidí a další stovky se pohřešují, včetně velkého počtu zahraničních turistů. Záchranné práce pokračují na obou stranách hranice.

Írán zařadil na seznam vojenských cílů stanici Radio Farda sídlící v Praze

Íránské ozbrojené síly zařadily na seznam svých vojenských cílů několik perskojazyčných médií sídlících v zahraničí, včetně stanice Radio Farda. Tu provozuje americká stanice Rádio Svobodná Evropa/Rádio Svoboda (RFE/RL), která sídlí v Praze. Na seznamu jsou také stanice BBC Persian či Iran International.

Muchová s Menšíkem ovládli mix na U.S. Open

Karolína Muchová a Jakub Menšík ovládli smíšenou čtyřhru na U.S. Open. Ve finále porazili Belindu Bencic a Flavia Cobolliho 6:3, 1:6 a 10:6 a vybojovali prémii ve výši jednoho milionu dolarů.

Devět lidí zabil ukrajinský útok na autobus, uvedl činitel dosazený Ruskem

Ukrajinský útok na autobus v Luhanské oblasti zabil devět lidí, další zranil, uvedl dnes šéf správy Ruskem okupovaného ukrajinského regionu Leonid Pasečnik na platformě Telegram. Úder podle něj zasáhl linkový autobus, ve kterém cestovalo 15 lidí. Pasečnik nezmiňuje typ zbraně, kterou Ukrajina podle něj při útoku použila. Kyjev se k těmto obviněním nevyjádřil.

Peskov potvrdil návštěvu Ratcliffa v Moskvě, podle Trumpa by z ní mohlo něco být

Mluvčí Kremlu Dmitrij Peskov listu The Washington Post potvrdil úterní návštěvu šéfa americké Ústřední zpravodajské služby (CIA) Johna Ratcliffa v Moskvě. Šlo podle něj o kontakty mezi zpravodajskými službami. Blíže to neupřesnil. S ruským prezidentem Vladimirem Putinem se Ratcliffe nesešel, řekl Peskov agentuře Interfax. Americký prezident Donald Trump v diskusním pořadu The Glenn Beck Program bez dalších podrobností řekl, že by z Ratcliffovy návštěvy v Moskvě mohlo něco vzejít.

Češi jsou opatrnější. Důvěra spotřebitelů v ekonomiku v srpnu výrazně klesla

Čeští spotřebitelé hodnotí ekonomickou situaci opatrněji než před měsícem. Zhoršila se jejich očekávání ohledně vývoje domácí ekonomiky i vlastní finanční situace a méně domácností plánuje v příštím roce větší výdaje.

Francouzský soud uznal rakovinu u letušky jako nemoc z povolání

Francouzský soud v Bayonne poprvé uznal kosmické záření jako jeden z faktorů, které přispěly ke vzniku rakoviny prsu u dlouholeté letušky. Rozhodnutí může otevřít cestu k podobným žádostem dalších členů palubního personálu.

Meta se dohodla na mimosoudním urovnání sporu o závislosti dětí na sítích

Americká technologická společnost Meta Platforms se dohodla, že zaplatí téměř 17 miliard dolarů (asi 351 miliard Kč) za mimosoudní urovnání sporu o závislosti dětí na sociálních sítích a provede významné změny pro jejich používání mladistvými. Téměř tři desítky států USA firmu vinily z toho, že sítě Facebook a Instagram vědomě navrhla tak, aby u dětí vyvolávaly závislost, a zatajovala tyto dopady před veřejností. Firmu také viní z neoprávněného shromažďování a využívání osobních údajů dětí používajících její platformy. Informovaly o tom dnes tiskové agentury s odvoláním na soudní dokumenty.

Zelenskyj udělil vysoké ukrajinské vyznamenání Elonu Muskovi

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj udělil jedno z nejvyšších státních vyznamenání majiteli společnosti SpaceX Elonu Muskovi, oznámila dnes média s odvoláním na prezidentův výnos.

Blesková povodeň a sesuv půdy v Nepálu a Tibetu si vyžádaly desítky obětí

Nejméně 17 lidí zemřelo při přívalových povodních a sesuvu půdy na hranici Nepálu a Tibetu, uvedla stanice BBC s odvoláním na nepálskou policii. Nepálská správa cestovního ruchu zároveň eviduje 384 pohřešovaných cestovatelů, z nichž 291 jsou cizinci. Záchranné práce pokračují, uvedla agentura Reuters.

Ceny ropy klesly. Investoři s nadějí sledují íránsko-ománská jednání

Ceny ropy ve středu klesly o více než dva dolary za barel na dvoutýdenní minimum. Důvodem jsou pokračující jednání mezi Íránem a Ománem, která oživila naděje, že by Hormuzský průliv mohl být znovu otevřen bez omezení, která ovlivňují dodávky ropy, zemního plynu a dalších komodit na Blízkém východě.

Bitcoin se po třech měsících vrátil nad 80 tisíc dolarů

Bitcoin v úterý krátce překonal hranici 80 tisíc dolarů, na kterou se nedostal od května. Růst podpořil návrat peněz do spotových burzovně obchodovaných fondů i lepší nálada mezi investory.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama