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

České gripeny v noci na rozkaz NATO opět střežily nebe nad Polskem

České ozbrojené letouny JAS-39 Gripen v noci opět vzlétly na rozkaz Severoatlantické aliance (NATO), aby nad Polskem střežily vzdušný prostor. Zasahovat nemusely, uvedla armáda na síti X. Letouny jsou již zpět na základně v Pardubicích. Gripeny vzlétly chránit polský vzdušný prostor také minulý pátek.

Si na červeném koberci, Trump čekající u letadla. Přivítání čínského prezidenta vyvolalo kritiku

Čínský prezident Si Ťin-pching poprvé za více než 10 let dorazil do Spojených států. Dostalo se mu neobvyklého přivítání od samotného amerického protějšku Donalda Trumpa. Ten místo uvítání v Bílém domě čekal na čínského vůdce přímo na letištní ploše.  

Soudce zablokoval Trumpovo vypovězení CNN, MS Now a Politico z Bílého domu

Federální soudce dnes nařídil americkému prezidentovi Donaldu Trumpovi obnovit novinářům stanic CNN a MS Now a zpravodajského serveru Politico přístup do Bílého domu. Prezidentovo rozhodnutí vypovědět trojici médií z Bílého domu bylo podle soudce zřejmě protiústavní. Informuje o tom agentura Reuters. Podle agentury AP bude dnešní nařízení platit 14 dní a má zachovat dosavadní stav, dokud soud případ podrobněji neprozkoumá.

Nizozemsko se příští rok vrátí do Eurovize. Veřejnoprávní TV stanice bude soutěž i tak bojkotovat

Nizozemsko se v roce 2027 znovu zúčastní mezinárodní hudební soutěže Eurovize. Rozhodnutí přichází navzdory tomu, že veřejnoprávní stanice Avrotros, která dosud zajišťovala nizozemskou účast, oznámila pokračování svého bojkotu kvůli účasti Izraele a válce v Gaze.

Pákistán ostřeloval cíle v Afghánistánu, z nichž měly být dle něj vysílány drony

Pákistán dnes brzy ráno oznámil, že provedl letecké údery na deset cílů v Afghánistánu, které byly podle něj ve středu využity k útokům bezpilotních letounů proti Pákistánu. Napsala to agentura AP, podle níž se jedná o výrazné vyhrocení napětí mezi sousedními zeměmi ohrožující zprostředkovatelské snahy regionálních mocností o mír.

Írán se vzepřel Trumpovi. Nikdy nepoklekneme, vzkázal Pezeškján

Írán bude vzdorovat americké šikaně a před USA nepoklekne. Taková slova přednesl na Valném shromáždění OSN v New Yorku prezident Masúd Pezeškján. Jeho projev byl vzdorovitý i smuteční. Ukazoval fotografie zabitých civilistů při amerických úderech a pohrozil, že Írán bude zvyšovat odpor, pokud americký tlak poroste. Teherán je však podle něj otevřen diplomacii.

Karel Sedláček jako první Čech vyhrál turnaj PDC

Karel Sedláček dosáhl historického úspěchu českých šipek. Jako první Čech ovládl turnaj profesionální organizace PDC. Na Players Championship 30 v nizozemském Hertogenboschi prošel přes sedm soupeřů a ve finále porazil Scotta Williamse 8:7.

Berlínská policie podnikla razii proti nelegálnímu obchodování se zbraněmi

Berlínská policie dnes ráno podnikla rozsáhlou razii kvůli podezření z nelegálního obchodování se zbraněmi. Prohledala byty na několika místech metropole, zadržela několik lidí. Podle agentury DPA souvisí zátah s organizovaným zločinem.

Americké podniky počítají s dalším zdražováním. Menším chybějí peníze na rozvoj

Americké firmy zvýšily své odhady letošního zdražování a mezi jejich hlavní obavy se dostaly úrokové sazby. Podle nového průzkumu očekávají růst vlastních prodejních cen v průměru o 5,3 procenta. Menší podniky zároveň častěji narážejí na finanční omezení, která jim komplikují provoz i rozvoj.

KOMENTÁŘ: Fantasy růst o 700 procent. Proč je z firmy SanDisk stroj na štěstí akcionářů?

Americká společnost SanDisk letos na burze vyrostla už o téměř 700 procent. S tímto neuvěřitelným výkonem nechává daleko za sebou všechny ostatní AI hráče. Proč svět tolik lační po produktech SanDisku? Odpovědí jsou paměťové čipy NAND, které používáme úplně všichni. A úplně pořád.

Dívky za pytle mouky a sňatky se sexuálními násilníky. To je realita v Pásmu Gazy

V Pásmu Gazy došlo k prudkému nárůstu počtu hlášených případů sexuálního a jiného násilí na ženách a dívkách. Podle jedné ze zpráv válka v Gaze vytvořila ideální podmínky pro genderově podmíněné násilí. Další zpráva popsala násilí na ženách páchané v uprchlických táborech.

Trumpova rada míru oznámí 2,45 miliardy USD na obnovu Pásma Gazy

Rada míru amerického prezidenta Donalda Trumpa dnes na schůzce představí šestiměsíční plán obnovy válkou zničeného Pásma Gazy v hodnotě 2,45 miliardy dolarů (asi 52 miliard Kč). Napsal to server Axios. Plán zahrnuje náklady na dočasné bydlení, odklízení trosek, rekonstrukci nemocnic, nasazení mnohonárodních bezpečnostních sil a obecnou ekonomickou obnovu, uvedl server s odkazem na své informace.

ANALÝZA: Ukrajinský obranný pás se pod náporem okupantů pomalu drolí

Ukrajina na jaře oznámila, že osvobodila více území, než kolik Rusko dobylo. V posledních měsících se objevovaly informace, že okupanti mají obrovské ztráty zastiňující výsledky náborů. Situace je ale vážná na východě Ukrajiny. Nepřítel postupně ukusuje z opevněného pásu na Donbasu. Podle analytiků nehrozí, že v dohledné době linii prorazí. I tak je to ale problém.

Erupce Etny mohou vznikat během týdnů i několika hodin

Etna se při silných erupcích nechová pokaždé stejně. Magma může několik týdnů postupovat vzhůru a zůstat těsně pod povrchem, jindy se ale dokáže z velké hloubky dostat ven během několika hodin. Rozdíl souvisí především s množstvím oxidu uhličitého a vody v magmatu. Díky lepšímu pochopení těchto procesů mohou vědci přesněji odhadnout, jaká rizika mohou budoucí erupce Etny přinést.

Írán může otevřít Hormuz do týdne. USA musí splnit tyto podmínky

Írán by mohl zpřístupnit Hormuzský průliv do týdne, pokud USA zmírní vojenský a ekonomický tlak. Řekl to nejmenovaný íránský úředník. Íránská delegace o tom jednala s USA na okraji Valného shromáždění OSN v New Yorku prostřednictvím katarského mediátora. Ceny ropy klesly pod 100 dolarů za barel.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama