-1.7 C
Czech
Úterý 13. ledna 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

Mattel představil první panenku Barbie, která přibližuje život s autismem

Do řady Fashionistas vstupuje novinka, která odráží rozmanitost dětských světů. Panenka s fidget spinnerem, sluchátky a komunikačním tabletem vznikla ve spolupráci s autistickou komunitou a má pomoci dětem připomenout, že být jiný je naprosto v pořádku.

Stovky traktorů blokovaly ulice Paříže při dalším zemědělském protestu

Okolo 350 traktorů dnes přijelo do ulic Paříže, kde francouzští zemědělci protestuj í proti dohodě Evropské unie s jihoamerickými zeměmi spolku Mercosur, která podle nich ohrozí jejich příjmy a potenciálně i dodávky potravin pro obyvatele. Farmáři v ranní špičce blokovali ulice metropole a požadovali okamžité kroky vlády ke zlepšení situace, informovala agentura AFP. Mluvčí vlády ve francouzské televizi uvedla, že kabinet brzy představí nová opatření na pomoc zemědělcům.

Americký Senát rozjíždí jednání o regulaci kryptoměn

Ve Washingtonu se znovu rozbíhá snaha nastavit jasná pravidla pro trh s kryptoměnami. Senátní bankovní výbor má v polovině ledna projednávat návrh legislativy, která má vymezit, jak se budou v USA digitální aktiva regulovat a kdo za co ponese dohled.

Ve Venezuele od čtvrtka propustili 73 politických vězňů, uvedla tamní opozice

Ve Venezuele bylo k pondělnímu večeru propuštěno 73 politických vězňů, informovala dnes tamní opozice na sociální síti X, kde zveřejnila jejich seznam. Čech Jan Darmovzal, který je ve Venezuele vězněn od předloňského září, na něm není. Aktuální informace o tomto českém občanovi ČTK zjišťuje. Venezuelská autoritářská vláda pod americkým tlakem minulý čtvrtek slíbila propustit "značný počet" politických vězňů a v pondělí uvedla, že propuštěno bylo 116 lidí vězněných za porušování ústavního pořádku; tento počet ale zatím opozice nepotvrdila.

Čtyři mrtví a šest raněných při ruském útoku na Charkov, uvedly úřady

Nejméně čtyři lidé přišli o život a šest utrpělo zranění při ruském nočním útoku na předměstí Charkova, uvedl šéf oblastní správy Oleh Syněhubov. Dříve informoval o dvou mrtvých a pěti raněných v druhém největším ukrajinském městě, ležícím na východě země. Ukrajina naopak zaútočila na přístavní město Taganrog u Azovského moře, tvrdí ruské úřady.

Íránci se po dnech protestů mohou znovu telefonicky spojit se zahraničím

Íránci se podle agentury AP po dnech protestů mohou znovu telefonicky spojit se zahraničím, nadále ale nefungují internet ani textové zprávy. Na pokračující výpadky internetu upozornila své občany také americká diplomacie, podle níž by, pokud to bude bezpečné, měli Američané zvážit odchod z Íránu přes pozemní hranice s Tureckem a s Arménií.

Grónsko a Dánsko slibují posílení bezpečnosti Arktidy

Severoatlantická aliance (NATO) a Grónsko chtějí posílit obranu dánského autonomního území v naději, že odradí amerického prezidenta Donalda Trumpa od pokusů o jeho převzetí. Šéf Bílého domu trvá na tom, že Grónsko musí být pod kontrolou USA, protože je klíčové pro národní bezpečnost.

Trump vzkázal Nejvyššímu soudu: Zrušte cla a nastane chaos

Pokud Nejvyšší soud neuzná platnost cel na základě zákona International Emergency Economic Powers Act (IEEPA), nastane chaos a ekonomická nejistota. To na své sociální síti Truth Social prohlásil americký prezident Donald Trump. Varoval, že vrátit vybrané peníze by bylo nemožné.

Grónsko odmítá americké převzetí za jakýchkoli okolností

Vláda v Nuuku odmítla, že by Spojené státy mohly převzít kontrolu nad Grónskem. Ostrov, který má širokou autonomii v rámci Dánska, zdůraznil, že patří do západních obranných struktur a bezpečnost chce řešit v rámci NATO.

Rekordní oteplení oceánů zvyšuje tlak na klima i ekosystémy

Oceány v roce 2025 pohltily více tepla než kdykoli dřív. Tento rekord nevěstí nic dobrého a vědci varují před zesílením extrémního počasí i rostoucím ohrožením podmořského života.

Výbuch plynové lahve v Islámábádu zabil novomanžele a další lidi

Novomanželé v pákistánském Islámábádu zemřeli po výbuchu plynové lahve v domě, kde po svatební oslavě přespávali. Neštěstí si vyžádalo i další oběti z řad rodiny a hostů, několik lidí utrpělo zranění.

V Kanadě zmizelo jezero Lake Rouge. Vědci zkoumají proč

V květnu 2025 se v odlehlé části severního Québecu beze stopy vytratilo jezero o rozloze tří čtverečních kilometrů. Místní obyvatele to šokovalo, odborníci dodnes hledají vysvětlení a případ znovu otevírá otázku, jak moc krajina pod tlakem lidské činnosti ztrácí stabilitu.

Zlaté glóby 2026 ovládli Timothée Chalamet a režisér Paul Thomas Anderson

Timothée Chalamet konečně prolomil smůlu, Paul Thomas Anderson si odnesl svou první sošku za režii a Jessie Buckley zaujala emocionálním projevem. Zlaté glóby letos nebyly jen o lesku a šatech, ale i o silných momentech a nečekaných výsledcích.

Milos Raonic ukončil kariéru

Bývalá světová trojka a finalista Wimbledonu Milos Raonic oznámil, že končí s profesionálním tenisem. Pětatřicetiletý Kanaďan se loučí po letech, kdy patřil k nejvýraznějším hráčům své generace.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama