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

Po sobotním zemětřesení je v Indonésii 68 mrtvých, v oblasti platí nouzový stav

Tisíce lidí na indonéském ostrově Flores stále čekají na pomoc, a to dva dny poté, co oblast zasáhlo zemětřesení, které zabilo nejméně 68 lidí, zranilo více než 200 dalších a poškodilo i stovky domů a dalších budov. V zasažené oblasti také platí stav nouze, napsala dnes agentura AP.

Izrael chce dál útočit v Gaze, Kushnerova jednání průlom nepřinesla

Dnešní schůzka mezi izraelským premiérem Benjaminem Netanjahuem a vyjednavačem a zetěm amerického prezidenta Donalda Trumpa Jaredem Kushnerem skončila dohodou, která prozatím umožní Izraeli pokračovat v cílených úderech v Pásmu Gazy. Izraelskému deníku Haarec to řekl informovaný zdroj. Podle zdroje agentury AFP Netanjahu požádal USA, aby na odzbrojení teroristického hnutí Hamás v Pásmu Gazy dohlédl americký generál. Podle agentury Reuters tak Kushnerova dvoudenní jednání se zástupci Izraele a představiteli Hamásu patrně nepřinesla průlom v patové situaci.

Střelba ve Španělsku si vyžádala tři životy včetně těhotné ženy. Policie mluví o vendetě mezi rodinnými gangy

Při střelbě v Isla Cristině v jihošpanělské provincii Huelva zemřeli tři lidé a další člověk byl vážně zraněn. Policie případ vyšetřuje jako možný útok v rámci vyřizování účtů mezi dvěma rodinami, které mají být zapojené do obchodu s drogami.

Slavia poprvé v sezoně ztratila body

Fotbalisté Slavie remizovali ve čtvrtém kole Chance Ligy na hřišti Slovanu Liberec 1:1. Pražany poslal do vedení kapitán Tomáš Holeš, po změně stran odpověděl střídající Vénuste Baboula. Úřadující mistr tak po třech výhrách poprvé v novém ročníku zaváhal.

KOMENTÁŘ: Řeší svoje akcie, ne ceny potravin. Demokraté chtějí poslat sondu do Trumpova portfolia

Šéf Bílého domu Donald Trump loni na burze uskutečnil 21 000 obchodů. A přišel si na dvě miliardy dolarů. Štěstí? Možná. Anebo se Trump dopustil nezákonného insider tradingu, tedy obchodování na základě neveřejné informace. K zodpovědnosti nyní Trumpa žene Demokratická strana.

BP získala ve Venezuele licenci na rozsáhlé ložisko plynu

Britská energetická společnost BP se zapojí do rozvoje venezuelského naleziště Loran. Projekt s odhadovanými zásobami čtyř bilionů kubických stop plynu bude firma řídit společně s partnery ze Spojených arabských emirátů a Kataru.

Burnham rozhodne o těžbě v Severním moři i slabších cílech pro elektromobily

Britský premiér Andy Burnham čelí zásadní zkoušce své klimatické politiky. Jeho vláda brzy rozhodne o těžbě ropy a plynu v lokalitách Rosebank a Jackdaw. Současně zvažuje výrazné zmírnění prodejních cílů pro elektromobily.

Čínská ekonomika v červenci pokračovala v ochlazování

Čínská ekonomika vstoupila do druhé poloviny roku se zataženou ruční brzdou. Červencová data ukázala slabší spotřebu, hlubší propad investic i rostoucí nezaměstnanost. Druhá největší ekonomika světa tak ztrácí dynamiku a sílí tlak na Peking, aby přispěchal s další podporou.

Vingegaard po pádu na Tour ukončil sezonu

Jonas Vingegaard už v roce 2026 závodit nebude. Devětadvacetiletý Dán stále pociťuje následky zlomeniny klíční kosti, kterou utrpěl při červencovém pádu na Tour de France. Vynechá proto také zářijové mistrovství světa v Montrealu a soustředí se na přípravu pro další sezonu.

Jižní Korea bude dále koordinovat společnou obrannou strategii s USA, uvedl Soul

Jižní Korea se zabývá aktuálními výroky amerického prezidenta Donalda Trumpa, bude nicméně se Spojenými státy i nadále koordinovat společnou obrannou strategii, včetně společných cvičení a výcviku. Uvedl to dnes podle tiskových agentur úřad jihokorejského prezidenta v reakci na Trumpovo rozhodnutí omezit účast armády USA na společných cvičeních s Jižní Koreou. Každoroční vojenské cvičení obou zemí začalo pod názvem Ulchi Freedom Shield právě dnes a podle plánu, potvrdil agentuře Reuters jihokorejský generální štáb, trvat má do 27. srpna.

Zemřela herečka Hayden Panettiere ze seriálu Heroes. Bylo jí 36 let

Americká herečka Hayden Panettiere zemřela ve věku 36 let. Proslavila se především jako Claire Bennet v seriálu Heroes a Juliette Barnes v Nashville. Její rodina i kolegové po zveřejnění zprávy připomínají mimořádný talent, dlouhou kariéru od dětských rolí i složité období, o kterém herečka v posledních letech otevřeně mluvila.

Letiště v sicilské Katánii opět více omezilo provoz kvůli erupci sopky Etna

Letiště v sicilské Katánii dnes opět omezilo provoz kvůli popelu z nedaleké sopky Etna, jejíž erupce narušuje dopravu na tomto mezinárodním letišti už více než týden. Dnes provozovatel letiště oznámil, že do 14:00 je v Katánii povoleno přistávat pouze pěti letadlům za hodinu. Odlety omezeny nejsou, informují místní média.

Šest lidí zahynulo při ukrajinském útoku v ruské Belgorodské oblasti

Šest lidí v noci na dnešek zahynulo při ukrajinském raketovém útoku v Belgorodské oblasti, oznámily úřady ruského regionu u hranic s Ukrajinou podle ruskojazyčné služby BBC. Další čtyři lidé utrpěli zranění.

Slabší inflace bitcoinu nepomohla. Kurz zůstal pod 64 tisíci dolarů

Bitcoin nedokázal využít příznivější údaje o americké inflaci a v pátek se obchodoval pod hranicí 64 tisíc dolarů. Výraznější růst brzdily nízké objemy obchodů, odliv peněz z burzovně obchodovaných fondů i opatrnost investorů.

Námořníci skákající přes palubu. Média píší o krizi duševního zdraví na lodi USS Abraham Lincoln

Velitel amerického Ústředního velení (CENTCOM) bagatelizoval zprávy o krizi duševního zdraví na letadlové lodi USS Abraham Lincoln. Uvedl, že tato loď si v oblasti duševního zdraví vede ze všech aktivních letadlových lodí nejlépe. Podle médií je však situace na palubě špatná.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama