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

Manchester United odvolal trenéra Carricka. Nahradit ho může Pochettino

Manchester United po nepovedeném vstupu do sezony odvolal trenéra Michaela Carricka. Bývalý záložník nedokázal navázat na úspěšné jarní období a slavný anglický klub se propadl až do sestupového pásma Premier League. Hlavním kandidátem na uvolněné místo je Mauricio Pochettino, který momentálně vede americkou reprezentaci.

Stamiliony dolarů na boj s ebolou se vůbec nedostanou k pacientům, varují Lékaři bez hranic

Stovky milionů dolarů určených na boj proti epidemii eboly v Konžské demokratické republice se podle humanitární organizace Lékaři bez hranic (MSF) nedostávají k lidem, kteří je nejvíce potřebují. Přestože na pomoc byly vyčleněny značné finanční prostředky, zdravotníci v terénu podle organizace často postrádají základní vybavení, nedostávají mzdy a nemají potřebné školení. Epidemie přitom zůstává podle MSF mimo kontrolu.

Hollywood chystá novou verzi romantické komedie Láska přes internet

Romantická komedie Láska přes internet, ve které před 28 lety zazářili Tom Hanks a Meg Ryan, se dočká nové verze. Studio Warner Bros. připravuje nové zpracování oblíbeného filmu z roku 1998. Režie se ujme Jason Orley, který bude zároveň pracovat na scénáři. Obsazení ani datum premiéry zatím nejsou známé.

Indonéský prezident přijal demisi viceprezidenta, jenž rezignoval kvůli vzdělání

Indonéský viceprezident Gibran Rakabuming Raka dnes rezignoval poté, co v zemi sílily pochybnosti o jeho dosaženém vzdělání. Prezident Prabowo Subianto jeho demisi přijal, informovala agentura AP. Raka je prvním viceprezidentem, který odstoupil před koncem funkčního období od pádu diktátora Suharta v roce 1998.

Američtí vyjednavači Witkoff a Kushner přijeli do Kremlu na jednání s Putinem

Zmocněnci amerického prezidenta Steve Witkoff a Jared Kushner přijeli do Kremlu na jednání s ruským prezidentem Vladimirem Putinem. Uvedla to dnes dopoledne SEČ agentura AFP nebo ruská služba stanice BBC. Dvojice Američanů přiletěla do Moskvy ráno. Po jednání v Kremlu mají podle dřívějších informací odletět do irského Dublinu, kde je čeká schůzka s ukrajinským prezidentem Volodymyrem Zelenským.

Proud dějin nelze zastavit, Tchaj-wan sjednotíme mírově, řekl čínský prezident

Čínský prezident Si Ťin-pching dnes vyzval k úplnému znovusjednocení Tchaj-wanu s Čínou a slíbil, že k tomu dojde mírovou cestou. V této souvislosti také řekl, že proud dějin nelze zastavit a že jde o poslání čínských komunistů. Podle tchajwanské vlády nejde o nic nového, napsala agentura Reuters. Čína považuje demokratický ostrov za součást svého území a v minulosti vyhrožovala, že se s ním spojí, i kdyby to mělo být silou. Tchaj-pej nároky Pekingu odmítá.

V Británii začaly stromy kvést o půl roku dříve

Neobvykle teplý podzim způsobil, že některé stromy ve Velké Británii začaly kvést o více než půl roku dříve. Odborníci varují, že narušení jejich přirozeného cyklu může ohrozit opylovače i samotné lesní porosty. Výzkum ze Spojených států navíc ukazuje, že načasování podzimního opadávání listů ovlivňuje také rovnováha živin.

Pád krále čipů? Nvidia zvažuje odvolání Huanga, práci mu nabízí Musk

Ve středu se podle médií sešlo představenstvo Nvidie, aby rozhodlo o osudu spoluzakladatele a generálního ředitele společnosti Jensena Huanga. Investoři se obávají možného odvolání a na predikčních trzích mu přisuzují vysokou pravděpodobnost. Miliardář Elon Musk naznačil, že by mohl Huanga zaměstnat. Není však jasné, kdo by ho v Nvidii nahradil.

Zelenskyj: Ukrajina se opět potýká s omezováním satelitního systému Starshield

Ukrajinská armáda se už několik dní opět potýká se systematickým omezováním satelitního systému Starshield, upozornil dnes ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Ukrajině to zásadně komplikuje zachycování ruských dronů, což Rusku umožňuje zabíjet více Ukrajinců, napsal na sociální síti X. Starshield je vojenskou verzí satelitního systému Starlink. Oba provozuje společnost SpaceX miliardáře Elona Muska.

Tragédie v New Yorku: Budova se zřítila na staveniště, dva mrtví

V newyorském Brooklynu se na staveniště zřítila třípatrová budova. Dva lidé zemřeli, zranění utrpělo nejméně šestnáct lidí, z toho čtyři byli převezeni do nemocnice v kritickém stavu. Další osoby zůstaly uvězněny pod troskami. Záchranné práce pokračují, panují však obavy z dalšího zřícení. Proč budova zkolabovala, není jasné.

Nájem v Praze převyšuje průměrný důchod o více než 9 tisíc korun

Praha má nejvyšší průměrné starobní důchody v Česku, přesto zde senioři v tržním nájemním bydlení čelí nejvyšším nákladům. Podle nové analýzy by člověku s průměrnou penzí na pronájem bytu o rozloze 65 metrů čtverečních včetně energií chybělo každý měsíc 9 346 korun. Výrazné problémy s dostupností bydlení mají také důchodci v Jihomoravském a Středočeském kraji.

EU v pondělí přijme další sankce proti Rusku, zaměří se na rafinerie a flotilu

Ministři zahraničí zemí EU by měli v pondělí přijmout další individuální sankce proti Rusku, které se zaměří na osoby a právní subjekty spojené s ropnými rafineriemi a ruskou stínovou flotilou. Evropská komise a unijní diplomacie zároveň dokončují návrh již 22. balíčku takzvaných sektorových sankcí, uvedla dnes v Evropském parlamentu komisařka pro finanční služby Maria Luís Albuquerqueová.

Trump vyhlásil vítězství nad Íránem. Ten pohrozil útoky v Evropě

Americký prezident Donald Trump ve středu v projevu ke Dni veteránů na Arlingtonském národním hřbitově prohlásil, že Spojené státy vyhrály válku s Íránem a je otázkou času, kdy ji budou chtít ukončit definitivně. Cílem podle něj je dosáhnout „totálního vítězství“. Írán mezitím pohrozil útoky na americké základny v Evropě.

Rusko zaútočilo na Kyjev, ukrajinské drony mířily na Moskvu

Rusko a Ukrajina v noci pokračovaly ve vzájemných útocích. Ruská armáda zaútočila na Kyjev balistickými raketami, zatímco ruské úřady oznámily sestřelení pěti ukrajinských dronů směřujících na Moskvu.

V Petrohradu explodovalo auto s vojákem, případ je vyšetřován jako vražda

Při výbuchu automobilu v Petrohradu zemřel příslušník ruské armády. Místní média ho označují za plukovníka, úřady však jeho totožnost ani hodnost zatím nepotvrdily. Případ vyšetřují jako vraždu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama