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

Manželka španělského premiéra Sáncheze nesmí opustit zemi, čelí obvinění z korupce

Manželka španělského premiéra Pedra Sáncheze, Begoña Gómez, bude čelit soudnímu procesu kvůli obviněním z korupce. Rozhodl o tom soudce Juan Carlos Peinado, který jí zároveň zakázal opustit území Španělska.

USA si podle Vance přejí obrátit ve vztazích s Íránem nový list

Americký prezident Donald Trump chce ve vztazích s Íránem nový začátek. Přeje si, abychom obrátili list a změnili vztahy s íránským lidem, řekl dnes po prvním kole mírových jednání ve Švýcarsku americký viceprezident J.D. Vance, podle něhož v posledních hodinách rozhovory dost pokročily. Rozhovory o ukončení americko-izraelské války proti Íránu označil za historické. Informují o tom světové tiskové agentury.

Francie kvůli vedrům omezuje alkohol a zavírá školy

Francie kvůli vlně veder zpřísnila opatření v částech země s nejvyšším stupněm výstrahy. Úřady omezily pití alkoholu na veřejnosti, ruší některé venkovní akce a připravují záchranné složky i armádu na riziko požárů.

Správa Ruskem okupovaného Krymu zakázala prodej paliv na čerpacích stanicích

Správa na Ruskem okupovaném ukrajinském autonomním poloostrově Krym zakázala na všech čerpacích stanicích prodej pohonných hmot, které nyní zůstávají vyhrazeny jen pro vládní orgány. Na síti Telegram to dnes dopoledne oznámil Ruskem dosazený šéf Krymu Sergej Aksjonov.

Brichta na titul v KSW nedosáhl, šampion ho ukončil ve třetím kole

Leo Brichta ani při druhém pokusu nezískal titul organizace KSW. Na turnaji KSW 119 v polském Radomi nestačil na šampiona pérové váhy Patryka Kaczmarczyka, který si v závěru třetího kola došel pro výhru na škrcení. Český bojovník po zápase přiznal, že náročné shazování váhy výrazně ovlivnilo jeho přípravu i výkon.

Sucho v Arizoně způsobilo masivní úhyn ryb

Jedna z největších vodních nádrží v Arizoně se dostala na historické minimum. Mimořádně slabá sněhová sezona v povodí řeky Gila způsobila prudký pokles přítoku vody do přehrady San Carlos Reservoir, která je nyní zaplněna z méně než jednoho procenta. Následkem jsou rozsáhlé úhyny ryb i uzavření rekreační oblasti.

Ukrajinský útok na Krym zabil čtyři lidi, tvrdí ruská okupační správa

Při ukrajinském útoku na Kerčský poloostrov na Krymu zahynuli čtyři lidé a dalších 28 jich utrpělo zranění. Na síti Telegram o tom dnes informoval Ruskem dosazený šéf okupovaného Krymu Sergej Aksjonov. Agentura TASS mezitím informovala o tom, že ukrajinské síly rovněž zasáhly trajekt v Kerčském průlivu. Po tomto dronovém útoku jeden člověk zahynul a další utrpěl zranění. Úžina odděluje Krym od ruského Krasnodarského kraje. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj, jehož se od února 2022 brání ruské invazi, na síti X oznámil, že Ukrajina v reakci na ruské útoky na Ukrajince zasáhla na Krymu a v Krasnodarském kraji ropná, logistická a vojenská zařízení.

J. D. Vance přiletěl do Švýcarska na jednání o dohodě mezi USA a Íránem

Americký viceprezident J. D. Vance dnes ráno SELČ přiletěl do Švýcarska, aby pomohl formálně zahájit jednání o omezení íránského jaderného programu a o naplnění memoranda o ukončení války Spojených států proti Íránu. Informuje o tom agentura AP.

Gordon Ramsay bude poprvé dědečkem

Rodina Gordona Ramsayho se rozroste o dalšího člena. Jeho dcera Holly Ramsay oznámila, že s manželem Adamem Peatym čeká první společné dítě.

Izrael uvádí, že zabil dva členy Hamásu odpovědné za převod peněz do Gazy

Izraelská armáda uvádí, že zabila dva členy vojenského křídla teroristických organizací Hamás a Palestinský islámský džihád. Husajn Kadra a Muhammad Farra byli podle ní odpovědní za převod více než půl miliardy šekelů (3,6 bilionu Kč) do Gazy. Informuje o tom agentura Reuters a web deníku The Times of Israel.

Warming Stripes ukazují 80 let oteplování v Bruselu

Modré a červené pruhy dokážou během několika sekund ukázat, jak se mění klima. Právě na tom stojí iniciativa Show Your Stripes Day, která každoročně upozorňuje na rostoucí teploty po celém světě. Nová vizualizace pro Brusel zachycuje proměnu teplot od roku 1945 do roku 2025 a jasně ukazuje, že chladnější roky ustupují stále teplejším.

KOMENTÁŘ: Zoufalý Trump se chytil do íránské pasti. Memorandum to jen potvrzuje

USA a Írán ve středu podepsaly rámcovou dohodu o ukončení války, přičemž obě strany to prodávají jako své vítězství. Nejvíce však memorandum děsí republikány a Izrael. Důvod je prostý – americký prezident Donald Trump se v zoufalé snaze vymanit z nepopulárního konfliktu uchýlil k překvapivým ústupkům, které oslabují jeho, republikány i samotné Spojené státy.

Curacao získalo první bod na mistrovství světa

Fotbalisté Curacaa dál prožívají svůj pohádkový turnaj. Po historicky první účasti na mistrovství světa vybojovali také první bod. V Kansas City ubránili remízu 0:0 s favorizovaným Ekvádorem, který ani přes obrovskou převahu nenašel cestu přes výjimečně chytajícího brankáře Eloye Rooma.

Plavba Hormuzským průlivem zůstane bezplatná, prohlásil Trump

Plavba Hormuzským průlivem klíčovým pro dopravu ropy a plynu ze zemí Perského zálivu zůstane bezplatná i po uplynutí stávající 60denní lhůty. Na své sociální síti Truth Social to v noci na dnešek napsal prezident Spojených států Donald Trump. Írán naopak tvrdí, že chce od komerčních lodí vybírat poplatky za služby související s proplutím.

Nizozemsko rozstřílelo Švédsko a přiblížilo se postupu

Fotbalisté Nizozemska ve druhém zápase skupiny na mistrovství světa zabrali naplno. Po remíze s Japonskem porazili Švédsko vysoko 5:1 a udělali důležitý krok směrem k postupu do vyřazovací části. Dvěma góly se blýskli Brian Brobbey a Cody Gakpo, v závěru skóroval také Crysencio Summerville.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama