Reklama
10.6 C
Czech
Čtvrtek 19. března 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

FBI vyšetřuje bývalého šéfa protiteroristického střediska USA

Federální úřad pro vyšetřování (FBI) vyšetřuje již bývalého ředitele Národního protiteroristického centra (NCTC) Joea Kenta kvůli údajnému úniku informací. Dlouholetý spojenec prezidenta Donalda Trumpa rezignoval na svou pozici kvůli nesouhlasu s válkou s Íránem.

„Není to naše válka.“ Evropa řekla Trumpovi ne

Evropské státy se odmítají připojit k americko-izraelské operaci proti Íránu. Zpochybňují její smysl a kritizují, že USA údery předem se spojenci nekonzultovaly. Přednost by podle nich mělo mít diplomatické řešení. Spor dál zatěžuje vztahy s Washingtonem i jednotu NATO.

Austrálie ve zprávě o biodiverzitě vynechala podporu fosilních paliv

Austrálie ve své první zprávě o plnění globálních cílů ochrany přírody vynechala klíčové číslo. Nezahrnula finanční podporu fosilních paliv. Právě ty přitom patří mezi hlavní faktory poškozující životní prostředí.

Lisa Kudrow se po 10 letech vrací v seriálu The Comeback

Lisa Kudrow se vrací do role Valerie Cherish, herečky, která se snaží znovu prosadit v neúprosném světě showbyznysu. Nová série přichází po dlouhé pauze a přináší téma, které dnes rezonuje celým Hollywoodem. Zároveň ale uzavírá příběh, který si fanoušci drželi při životě celé roky.

Letadlová loď USA zapojená do války proti Íránu kvůli opravám zakotví na Krétě

Americká letadlová loď USS Gerald Ford zapojená do války s Íránem zamíří z Blízkého východu ke Krétě, kde zakotví kvůli potřebným opravám, píší média. V prádelně válečné lodi minulý týden vypukl požár, jehož uhašení trvalo 30 hodin a při němž podle amerického námořnictva utrpěli zranění dva námořníci. Desítky dalších musely být ošetřeny kvůli vdechnutí kouře, napsal deník The New York Times (NYT) s odvoláním na americké činitele.

NATO umístí na jihu Turecka další systém protivzdušné obrany Patriot

Severoatlantická aliance umístí v jižním Turecku další systém protivzdušné obrany Patriot, oznámilo dnes turecké ministerstvo obrany. Agentura AFP v této souvislosti připomněla, že tento měsíc byly zachyceny tři rakety směřující k Turecku z Íránu. Ten se v regionu snaží o odvetné údery za útoky Izraele a Spojených států, které začaly 28. února.

KOMENTÁŘ: Trhy jsou nervózní jen na oko. Válka v Íránu nahrává těžařům i zbrojařům

Válka v Íránu vytváří chaos v celém regionu a na první pohled rozsévá strach také na trzích. Jenže navzdory vážnosti situace jsou investoři stále relativně v klidu. Dlouhodobý problém si na burze nikdo nepřipouští. Aktuální konflikt naopak některé tituly žene vzhůru.

Čína nabídla Tchaj-wanu energetickou stabilitu výměnou za vládu Pekingu

Čína dnes nabídla Tchaj-wanu energetickou stabilitu výměnou za to, že bude souhlasit s vládou Pekingu. Tchajwanská vláda zatím nijak nereagovala, napsala agentura Reuters. Podle ní jde o součást čínské kampaně s cílem přesvědčit ostrov o výhodách sjednocení s Čínou, které dlouhodobě Peking prosazuje a Tchaj-pej odmítá. Nabídka souvisí s rostoucími cenami energií a potížemi s dodávkami energetických surovin, které jsou důsledkem války proti Íránu, zahájené USA a Izraelem na konci února.

Izrael tvrdí, že zabil íránského ministra bezpečnosti Chatíba

Izrael při vzdušném útoku na Írán v noci na dnešek zabil íránského ministra bezpečnosti Esmáíla Chatíba. Podle agentury Reuters to uvedl izraelský ministr obrany Jisrael Kac a dodal, že dnes ještě přijdou "významná překvapení". Írán smrt ministra zatím nepotvrdil.

Izrael zasáhl centrum Bejrútu bez výzvy k evakuaci, úřady hlásí 12 mrtvých

Izrael dnes provedl několik úderů napříč Libanonem, včetně Bejrútu, východního údolí Bikáa a jižní části země. Útoky si vyžádaly přes deset obětí a desítky zraněných, píší agentury Reuters a AFP. Izraelské síly dnes ráno zasáhly hustě obydlenou čtvrť Zukák El-Blat v centru Bejrútu bez předchozí výzvy k evakuaci tamních obyvatel, uvedla agentura NNA. Podle aktualizované bilance libanonského ministerstva zdravotnictví vzrostl počet obětí dnešních izraelských útoků na centrální čtvrti Bejrútu z původních šesti na nejméně 12, zatímco počet zraněných stoupl z 24 na 41.

Fed ve středu oznámí rozhodnutí o sazbách. Snížení se neočekává

Očekává se, že Federální rezervní systém (Fed) ve středu oznámí, že ponechá úrokové sazby na současné úrovni. Kvůli válce s Íránem amerického prezidenta Donalda Trumpa čelí obtížné situaci. Hrozí nárůst inflace, která se již nyní pohybuje nad dvouprocentním cílem, a současně zpomaluje trh práce.

Čističky odpadních vod zvládnou i zbytky jídla a uleví skládkám

Každý den končí tuny jídla v odpadcích. Zmizí v pytlích a končí na skládkách, kde už jen škodí. Přitom by mohly dál sloužit. Výzkum z Georgia Institute of Technology ukazuje, že řešení už existuje a není daleko.

Šéf protiteroristického střediska USA rezignoval. Nesouhlasil s válkou s Íránem

Šéf amerického Národního protiteroristického střediska (NCTC) Joe Kent rezignoval na svou funkci. Důvodem je nesouhlas s údery na Írán, který podle něj nepředstavoval žádnou hrozbu. Americký prezident Donald Trump reagoval slovy, že Kent byl milý, ale slabý chlap.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama