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

Vysvětlení: Co je tepelná kupole a proč je nebezpečná?

Američané se připravují na víkendový Den nezávislosti. Velké části amerického kontinentu v nesnesitelném horku a dusnu uvězní jev zvaný tepelná kupole. Ten v minulém týdnu sežehl Evropu. Ohroženo smrtícím horkem bude do 6. července zhruba 250 milionů lidí, hlavně senioři s dětmi.

Írán přiznal problémy během americké blokády. Nevyvezl žádnou ropu

Írán během americké blokády nemohl vyvážet žádnou ropu. Od podepsání memoranda však vyvezl více než 40 milionů barelů, sdělil v rozhovoru pro státní televizi hlavní íránský vyjednavač Mohammad Bagher Ghalibaf. Společnost TankerTrackers tento objem odhaduje dokonce na 50 milionů barelů. Ropa se drží na předválečné úrovni. Čeká se na další kolo rozhovorů. Írán delegaci do Kataru nepošle.

Írán tvrdí, že se nesetká s vyslanci USA v Dauhá; Katar hraje roli prostředníka

Zástupci Íránu se v nejbližších dnech nesetkají s vysoce postavenými představiteli Spojených států, kteří v úterý přiletěli na jednání do katarského Dauhá. Informovala o tom agentura Reuters s odvoláním na íránské ministerstvo zahraničí. Katar mezitím v úterý večer uvedl, že bude pokračovat v roli prostředníka ve vyjednávání mezi USA a Íránem. Podle Reuters současná situace nesvědčí o dobrých vyhlídkách na dosažení trvalého míru mezi oběma znepřátelenými stranami. Informovaný diplomatický zdroj agentuře AFP řekl, že se dnes v Dauhá mají uskutečnit nepřímá technická jednání mezi zástupci USA a Íránu o dohodě o ukončení války na Blízkém východě.

Expedice v Atlantiku odhalila desítky dosud neznámých mořských živočichů

Mezinárodní vědecká expedice v jižním Atlantiku během pouhých dvou týdnů objevila 31 dosud neznámých druhů mořských organismů. Výzkum potvrdil, že střední vrstvy oceánu patří k nejméně prozkoumaným prostředím na Zemi a zároveň ukrývají mimořádně pestrý život.

V Kongu na ebolu dosud zemřelo 399 lidí z 1333 potvrzených případů nemoci

Počet potvrzených případů eboly v Kongu stoupl na 1333, z čehož 399 lidí zemřelo. Informovala o tom v noci na dnešek agentura Reuters s odvoláním na konžské úřady. Předchozí, pondělní bilance hovořila o 1307 nakažených a 377 zemřelých.

Irsko přebírá vedení EU, čekají ho náročná vyjednávání o unijním rozpočtu

Pokračující podpora Ukrajiny, ale i konkurenceschopnost EU, hodnoty a bezpečnost budou hlavními prioritami irského předsednictví v Radě EU, které začíná právě dnes. Irové přebírají mandát od Kypřanů a v mnohém na ně navazují, například pokud jde o další posun v jednáních o novém dlouhodobém rozpočtu EU či pokrok v přístupových jednáních kandidátských zemí na cestě do Evropské unie.

Letadlo v Číně narazilo do mrakodrapu. Nikdo neví proč

V pátek odpoledne do nejvyššího mrakodrapu v Pekingu narazilo malé letadlo. Pilot zemřel a dalších 13 lidí utrpělo zranění. Incident není šokující jen pro svou podobnost s teroristickým útokem na USA z 11. září 2001, ale i z důvodu, že v čínské metropoli je bezletová zóna, což znamená zákaz pohybu dronů a letadel. Ani po čtyřech dnech není jasné, jak se letadlo do města dostalo a proč do věže narazilo.

Ukrajina informuje o obětech ruských útoků, její síly útočily v hloubi Ruska

Nejméně dva lidé přišli o život a dalších pět bylo dnes ráno zraněno při útoku ruského dronu na mikrobus v Chersonu na jihovýchodě Ukrajiny, oznámil náčelník oblastní správy Oleksandr Prokudin. V Dněpropetrovské oblasti zahynula žena a další tři utrpěly zranění při ruských útocích na čerpací stanice, další žena byla zraněna v Záporoží, informovaly ukrajinské úřady. Naopak ukrajinské drony zaútočily v hloubi Ruska, v Rostovské a Penzenské oblasti a i Ufě, vzdálené více než 1300 kilometrů od frontové linie.

Satoranský končí v Barceloně a zvažuje další krok

Tomáš Satoranský uzavřel své druhé působení v Barceloně. Českému basketbalistovi vypršela smlouva a katalánský klub se s ním oficiálně rozloučil. Kam povedou jeho další kroky, zatím není jasné. Sám přiznává, že si po náročné sezoně potřebuje odpočinout a budoucnost si teprve promyslí.

Nejvyšší soud odmítl Trumpovu snahu omezit zisk občanství dětem narozeným v USA

Nejvyšší soud USA dnes odmítl snahu amerického prezidenta Donalda Trumpa omezit automatické udělování amerického občanství všem dětem narozeným na území Spojených států. Informovala o tom agentura Reuters. Trump tento princip udělování občanství, který je zaručen 14. dodatkem americké ústavy, v minulosti tvrdě kritizoval a označoval ho mimo jiné za neštěstí Spojených států.

Británie chce po uprchlících zpětně vymáhat náklady na azyl. Zaplatit by mohli až 10 tisíc liber

Lidé, kterým bude ve Velké Británii udělen azyl, by podle plánů vlády mohli po nástupu do zaměstnání zaplatit přibližně 10 000 liber (asi 290 tisíc korun) jako příspěvek na náklady spojené s jejich ubytováním a podporou během azylového řízení.

Tisíce lidí protestují v Jihoafrické republice proti migrantům

V několika jihoafrických městech vyšly do ulic tisíce lidí požadujících odchod nelegálních migrantů. Úřady nasadily mimořádná bezpečnostní opatření, protože panovaly obavy z násilností a útoků na cizince.

Města hledají nové způsoby, jak ochránit obyvatele před extrémním horkem

Extrémní vedra se stávají běžnou součástí života ve stále větší části světa. Klimatická změna zvyšuje jejich četnost, intenzitu i délku trvání a nejcitelněji dopadají na města. Ta proto zavádějí varovné systémy, rozšiřují zeleň, upravují veřejný prostor a hledají další cesty, jak ochránit obyvatele před rostoucími teplotami.

Gudas se vrací na Floridu a pokračuje v NHL

Radko Gudas má velmi blízko k pokračování své dlouhé kariéry v NHL. Anaheim přenechal práva na zkušeného českého obránce Floridě, která s ním podle očekávání uzavře novou smlouvu ještě před otevřením trhu s volnými hráči.

Výbuch bomby v Monaku těžce zranil dva lidi, pachatel je na útěku

V centru Monaka vybuchla v pondělí večer podomácku vyrobená bomba, která vážně zranila ukrajinského oligarchu Vadyma Jermolajeva a jeho manželku. Podle francouzských médií byl při explozi lehce poraněn také jejich třináctiletý syn. Policie ve středomořském knížectví i ve Francii po útočníkovi pátrá. Podle posledních informací monackého ministra Christophea Mirmanda se však zdá, že již opustil území obou zemí. Francouzská i ukrajinská média se shodují, že za útokem pravděpodobně stojí organizovaný zločin. Policie případ nevyšetřuje jako terorismus.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama