-5.5 C
Czech
Pondělí 12. ledna 2026
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

Ruský útok v noci na neděli zabil na Ukrajině nejméně čtyři lidi, dalších dvacet je zraněno

Při rozsáhlém ruském nočním útoku na Ukrajinu zahynuly nejméně čtyři osoby a téměř dvacet dalších bylo zraněno. Ruské síly v noci na neděli vypustily více než 150 bezpilotních letounů, které zasáhly více než dvacet míst napříč zemí.

Poslední kurdští bojovníci opouštějí Aleppo. Po dnech bojů bylo dosaženo dohody o příměří

Kurdské síly ze Syrských demokratických sil opustily Aleppo po dnech tvrdých střetů. Nová dohoda o příměří otevřela cestu k evakuaci bojovníků i civilistů z čtvrtí Šajch Maksúd a Ašrafíja. Dojednávání zprostředkovaly zahraniční mocnosti v čele se Spojenými státy, které chtěly zabránit dalšímu rozšíření konfliktu.

Barclays vstoupila do stablecoinové infrastruktury přes Ubyx

Britská banka Barclays získala podíl v americkém startupu Ubyx, který buduje zúčtovací systém pro stablecoiny a další formy tokenizovaných peněz. Jde o první přímou investici Barclays do firmy zaměřené čistě na stablecoinovou infrastrukturu a zároveň další signál, že velké banky berou digitální peníze jako téma pro reálné použití, ne jen pro kryptosvět.

Při protestech v Íránu zahynulo nejméně 192 demonstrantů, uvádí nevládní skupina

Při masových protestech proti teokratickému režimu v Íránu bylo za poslední dva týdny zabito nejméně 192 demonstrantů, uvedla dnes nevládní organizace Iran Human Rights (IHR) sídlící v Oslu. Současně upozornila, že skutečný počet obětí může být mnohem vyšší. Podle neověřených informací může být mrtvých několik stovek a podle některých zdrojů i přes 2000, dodala IHR. Ve své předchozí, páteční zprávě skupina uváděla 51 obětí protestů.

Titul v Brisbane zastínilo napětí mezi Sabalenkou a Kosťuk

Finále turnaje WTA v Brisbane mělo zvláštní pachuť. Běloruska Aryna Sabalenka porazila Ukrajinku Martu Kosťuk, obhájila titul, ale po zápase nepřišlo podání ruky ani společná fotka. Napětí mezi hráčkami se přeneslo i do ceremoniálu, kde Kosťuk vítězku prakticky ignorovala.

Maduro přes právníky vzkázal, že jsou s manželkou v pořádku a že jsou bojovníci

Venezuelský exprezident Nicolás Maduro, který je s manželkou Ciliou Floresovou od minulé soboty v newyorské vazbě, přes své právníky vzkázal, že jsou oba v pořádku a že jsou bojovníci. Informovala o tom agentura AFP, podle níž Spojené státy vyzvaly své občany ve Venezuele, aby zemi okamžitě opustili.

Sobotních úderů proti Islámskému státu v Sýrii se zúčastnilo také Jordánsko

Na sobotních úderech Spojených států proti teroristické organizaci Islámský stát (IS) na území Sýrie se v rámci mezinárodní koalice podílelo také sousední Jordánsko. S odvoláním na jordánskou armádu o tom dnes informovala agentura AFP.

Trump tlačí obranný průmysl k investicím

Donald Trump přitvrdil na americké zbrojaře a rozhýbal nervy investorů. Firmám vzkázal, že pokud nebudou víc investovat do výroby a plnit kontrakty, mohou přijít o možnost vyplácet dividendy a dělat zpětné odkupy akcií. Zároveň ale naznačil, že Pentagon může v příštích letech dostat výrazně víc peněz.

Do ulic Minneapolisu vyšly desítky tisíc lidí, aby odsoudily střelbu agenta ICE

Americkým severovýchodním městem Minneapolis v sobotu prošly desítky tisíc lidí, aby odsoudily středeční zastřelení 37leté Renée Goodové agentem Úřadu pro imigraci a cla (ICE). Informovala o tom agentura Reuters.

Izrael je ve stavu vysoké pohotovosti, Írán varoval USA před útokem

Izrael je ve stavu vysoké pohotovosti kvůli možnosti, že by Spojené státy zasáhly v Íránu, kde se konají největší protivládní demonstrace za několik let. Napsala to dnes agentura Reuters, která se odvolává na tři izraelské zdroje obeznámené se situací. Teherán pak varoval, že jakýkoliv útok by vedl k íránské odvetě proti Izraeli a proti americkým základnám v regionu.

Po bouři Goretti ve Francii zůstává téměř 100.000 domácností bez elektřiny

Po bouři Goretti ve Francii stále zůstává téměř 100.000 domácností bez elektřiny, především v Normandii a Bretani, napsal dnes server listu Le Monde. V Německu se podle agentury DPA postupně do normálu vrací provoz na železnici.

V Kyjevě nefungují dodávky vody a tepla, elektrická soustava byla odstavena

V Kyjevě dnes dočasně nefungovaly dodávky vody a tepla. Důvodem bylo odstavení zdejší elektrické soustavy kvůli nutným opravám po rozsáhlých ruských útocích, které ji v noci na pátek vážně poškodily. Uvedla to agentura Reuters s odvoláním na kyjevské úřady. Rozsáhlé výpadky hlásí také ruská Belgorodská oblast, kde je podle zdejšího gubernátora po ukrajinském útoku bez elektřiny a topení přes 550.000 lidí.

Na Filipínách se zřítila hora odpadu, desítky lidí se pohřešují

Na filipínském ostrově Cebu se po zřícení obří hromady odpadu rozjela záchranná akce, která se protahuje do dalších dnů. V zařízení na třídění a zpracování odpadu v oblasti Binaliw zasypal sesuv několik nízkých budov a uvěznil desítky lidí, hlavně zaměstnance skládky.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama