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

Lídři Finska a Norska jednali s Putinem a Zelenským o možnostech ukončení války

Finský prezident Alexander Stubb a norský premiér Jonas Gahr Störe dnes jednali po telefonu s ruským prezidentem Vladimirem Putinem o možnostech ukončení války Ruska proti Ukrajině. Uvedla to v prohlášení Stubbova kancelář. Hovor potvrdil mluvčí Kremlu. Dvojice severských lídrů následně o obsahu telefonátu informovala ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského.

Japonsko stojí před historickým zlomem. Po 14 letech se chystá zásadní obrat

Japonská centrální banka stojí před zásadní změnou měnové politiky. Po téměř čtrnácti letech úsilí o dosažení dvouprocentní inflace by už tento týden mohla oznámit splnění svého dlouhodobého cíle. Úrokové sazby zatím pravděpodobně ponechá beze změny, analytici však očekávají další zvýšení v prosinci nebo lednu. Rozhodování komplikují rostoucí ceny energií, slabý jen i napětí na dluhopisových trzích.

Mladé manty nacházejí bezpečí u pobřeží

Mladé manty obrovské tráví první roky života v mělkých pobřežních vodách, kde nacházejí potravu a ochranu před predátory. Teprve v dospělosti se vydávají na dlouhé cesty otevřeným oceánem. Nový výzkum ze Střední Ameriky ukázal, jak výrazně se jejich chování s věkem mění a proč je ochrana pobřežních oblastí důležitá pro jejich přežití.

Demolice, vysídlování a mučení. OSN varuje před etnickými čistkami na Západním břehu

Izraelská vojenská operace ve městě Hebron na okupovaném Západním břehu Jordánu vyvolala ostrou reakci Organizace spojených národů (OSN). Její představitelé varují před nuceným vysídlováním Palestinců a rostoucím rizikem etnických čistek. Nezávislá vyšetřovací komise OSN navíc obvinila Izrael ze zločinů proti lidskosti, včetně vyhlazování a mučení. Izraelská vláda obvinění odmítá a své kroky označuje za nezbytná bezpečnostní opatření.

Katoličtí biskupové litují modlitby s Trumpem v Bílém domě. Mluví o politickém zneužití

Společná modlitba s americkým prezidentem Donaldem Trumpem v Bílém domě vyvolala mezi katolickými duchovními nečekanou bouři. Dva biskupové, kteří se setkání v Oválné pracovně zúčastnili, nyní veřejně vyjadřují lítost. Tvrdí, že Bílý dům jejich návštěvu využil k politickým účelům těsně před volbami do Kongresu. Zveřejněné záběry totiž podle kritiků vytvářejí dojem, že církev prezidenta podporuje.

Francouzská vláda po protestech chce nahradit systém přijímání na vysoké školy

Francouzská vláda se dnes zavázala, že v roce 2028 upraví národní on-line platformu pro přijímací řízení. Podle francouzského listu Le Monde to dnes oznámil ministr vysokého školství Philippe Baptiste. Vláda tak reaguje na týdny protestů středoškoláků a studentů, kteří kritizují mimo jiné netransparentní podmínky přijímacího procesu a nerovný přístup ke studiu. Podle odborů jsou ústupky vlády sice vítané, ale nedostatečné.

Kyjev čelil dalšímu nočnímu útoku Ruska, zasažen byl Jižní most

Ukrajinské hlavní město Kyjev čelilo dalšímu nočnímu raketovému útoku Ruska. Vedle několika domů byl poškozen také Jižní most přes Dněpr včetně infrastruktury metra, uvedl dnes starosta Vitalij Kličko. O několik hodin dříve informoval o pondělním večerním útoku, při němž zemřel člověk a deset utrpělo zranění, většina z nich v areálu vysokoškolských kolejí. Ruské úřady zase hlásí ukrajinské údery v Brjansku a okupované části ukrajinské Záporožské oblasti.

Krvavá odveta Jordánska. Stíhačky udeřily na Sýrii, mezi mrtvými jsou i děti

Jordánské letectvo zaútočilo na několik míst v jižní Sýrii v odvetě za krvavý útok na křesťanský pohřeb, při kterém minulý týden zahynulo devět lidí. Podle syrských záchranářů si bombardování vyžádalo sedm obětí včetně tří dětí. Damašek odmítá tvrzení Ammánu, že operace proběhla po vzájemné dohodě. Napětí mezi sousedními státy vedlo také k uzavření důležitého hraničního přechodu.

V Izraeli se konají parlamentní volby, rozhodnou o Netanjahuovi a jeho vládě

V Izraeli se dnes konají parlamentní volby. Voliči rozhodnou, zda dají šanci opozici, která měla po celou předvolební kampaň mírný náskok v průzkumech, nebo umožní premiérovi Benjaminovi Netanjahuovi, aby zůstal u vlády. Není však vyloučené, že volby skončí patem. Volební místnosti se otevřou v 6:00 SEČ a hlasování skončí ve 21:00 SEČ.

Trumpova administrativa potřetí obvinila bývalého šéfa FBI. Comey mluví o zneužívání justice

Bývalý ředitel amerického Federálního úřadu pro vyšetřování (FBI) James Comey čelí dalšímu trestnímu stíhání. Ministerstvo spravedlnosti ho tentokrát viní z úniku informací týkajících se národní obrany. Jde už o třetí pokus administrativy prezidenta Donalda Trumpa postavit jeho dlouholetého kritika před soud. Comey obvinění odmítá a tvrdí, že jde o politicky motivované zneužívání justice.

Pondělní dronový útok na tržiště v Súdánu si vyžádal 21 mrtvých a 40 zraněných

Pondělní dronový útok na tržiště ve městě Njala na jihozápadě Súdánu si vyžádal přes 20 mrtvých a desítky zraněných. S odvoláním na svědky a zdroj z lékařského prostředí to dnes napsala agentura AFP.

Tomáš Chorý si za reprezentaci nezahraje. Nedvěd mu doporučuje změnu

Fotbalový útočník Tomáš Chorý má další problém. Po vyřazení z kádru pražské Slavie přišel také o místo v české reprezentaci. Generální manažer národních týmů Pavel Nedvěd potvrdil, že s jednatřicetiletým hráčem momentálně nepočítá. Chorý tak doplácí na další disciplinární prohřešek, který může výrazně ovlivnit pokračování jeho kariéry.

Lídryně venezuelské opozice Machado se vrátila do vlasti

Lídryně venezuelské opozice María Corina Machado se téměř po roce vrátila do vlasti. Agentura AFP píše, že se nadšeně vítala se svými příznivci ve městě Barquisimeto v provincii Lara na severozápadě země.

Švédská vláda zakázala svým zaměstnancům používat ChatGPT a Claude

Švédští státní zaměstnanci už nebudou moci na svých pracovních počítačích volně používat populární nástroje umělé inteligence ChatGPT od společnosti OpenAI a Claude od firmy Anthropic. Od pondělí 26. října vstupuje v platnost zákaz přístupu k jejich webovým verzím. Důvodem jsou obavy o bezpečnost citlivých informací, se kterými úředníci při své práci nakládají.

KOMENTÁŘ: Brazilské trhy kolabují. Lulovo vzkříšení ve volbách poslalo akcie dolů o desítky procent

Na brazilských trzích dochází k nečekanému výprodeji. Stávající šéf státu Luiz Inácio Lula da Silva totiž otočil vývoj v prezidentských volbách a zajistil si už svůj čtvrtý mandát. Poraženým je proslulý Jair Bolsonaro, který výsledky voleb odmítá uznat. Jak se to propisuje do trhů?
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama