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

Španělského krále v Ceutě zdravily davy, je tam poprvé od roku 2007

Španělského krále Felipeho VI. a jeho manželku Letizii dnes v Ceutě zdravily davy lidí. Král do města v Africe přicestoval poprvé od roku 2007, aby povzbudil tamní obyvatelstvo poté, co tato španělská exkláva čelila masivnímu příchodu migrantů z Maroka na konci července. Podle starosty města Juana Jesúse Vivase návštěva přináší naději v jednom z nejobtížnějších obdobích v dějinách Ceuty.

Tři ruské gymnastky nedostaly víza a přijdou o mistrovství světa

Tři elitní ruské gymnastky se nezúčastní mistrovství světa v Rotterdamu. Nizozemské úřady jim odmítly udělit víza, přestože mezinárodní federace letos umožnila návrat ruských sportovců na světovou scénu. Rozhodnutí zasáhlo také dvě olympijské vítězky a vyvolalo ostrou reakci Moskvy. Rusko nyní požaduje, aby šampionát přišel o status kvalifikace na olympijské hry v Los Angeles.

ČEZ má problém v Lucembursku. Kvůli Diag Human se obrátí na soud

Dlouholetý spor společnosti Diag Human s Českou republikou zasáhl také energetickou skupinu ČEZ. Rozhodnutí lucemburské soudní vykonavatelky omezují nakládání s majetkovými podíly ve společnostech, přes které ČEZ nepřímo vlastní distributora plynu GasNet. Diag Human požaduje po českém státu přibližně 17 miliard korun. ČEZ považuje postup za nezákonný a chce se bránit u soudu.

Quentin Tarantino chystá svou první divadelní hru. Hlavní roli získal představitel Borata

Quentin Tarantino se poprvé představí jako autor a režisér vlastní divadelní hry. Jeho dobrodružná komedie The Popinjay Cavalier zamíří příští rok na londýnský West End a hlavní roli ztvární Sacha Baron Cohen, známý především jako Borat nebo Ali G. Inscenace slibuje šermířské souboje, převleky, akrobacii i humor typický pro Tarantinovu tvorbu.

Na nový byt v Praze je potřeba téměř 17 ročních platů. Hůř je v Evropě jen v jednom městě

Vlastní bydlení se Čechům dál vzdaluje. Na pořízení nového bytu o rozloze 70 metrů čtverečních v Praze je podle nejnovějšího srovnání potřeba téměř 17 průměrných hrubých ročních mezd, zatímco v předchozím žebříčku jich stačilo 15. Česká metropole se tak stala druhým nejméně dostupným městem ze sledovaných evropských lokalit. Mezi desítku měst s nejhorší dostupností se dostaly také Brno a Ostrava.

V deltě Nigeru se díky obnově vracejí mangrovové lesy

Rozsáhlé mangrovové lesy, které po desetiletí ničily úniky ropy, se v Nigérii postupně obnovují. Místní ženy vysazují nové stromy a pomáhají vracet život do poškozených mokřadů, na kterých závisí řada živočišných druhů i místních obyvatel. Od roku 2018 se jim podařilo vysadit už tři miliony mangrovů.

Anglické věznice kvůli přeplněnosti opustí dalších zhruba 650 trestanců

Věznice v Anglii a Walesu dnes opustí dalších přibližně 650 trestanců. Krok je součástí vládního plánu na řešení přeplněnosti věznic. Mezi propuštěnými jsou lidé, kteří si odpykávají tresty do 2,5 roku, napsal web stanice BBC. Odsouzení opouštějí vězení podle nových pravidel po odpykání třetiny svého trestu, a nikoliv poloviny. Probační úředníci se ale obávají nadměrné zátěže a pohrozili stávkou.

Trumpovo uvolnění sankcí na ruskou ropu budí pochybnosti. Ceny ropy přesto klesly

Trh s ropou reagoval na americkou dohodu s Ruskem týkající se motorové nafty. I přes pokračující údery jemenských povstalců na Saúdskou Arábii ceny černého zlata klesly. Podle odborníků však dodávky nafty výrazný dopad na světové ceny paliv mít nebudou. Ruská produkce je v důsledku ukrajinských úderů omezená.

Trump nevylučuje setkání s vůdcem KLDR Kimem během listopadové cesty do Asie

Prezident Spojených států Donald Trump nevyloučil setkání se severokorejským diktátorem Kim Čong-unem během své listopadové návštěvy Asie. Trump novinářům sdělil, že si s Kimem rozumí, napsala v noci na dnešek agentura Reuters.

Zelenskyj zpochybňuje Trumpa. Kritika přichází i od jeho dlouhodobých spojenců

Vztah mezi americkým prezidentem Donaldem Trumpem a jeho ukrajinským protějškem Volodymyrem Zelenským se vyostřuje. Zelenskyj, který označil Trumpa za „slabého“ kvůli dohodě s Ruskem o motorové naftě, napadl odůvodnění této dohody. Trumpovo jednání zpochybnil i moderátor Fox News a jeho dlouhodobý příznivec Mark Levin.

Bouře si v Mexiku vyžádaly pět obětí, v částech země hrozí povodně

Hurikán Simon v pondělí přinesl do západního Mexika ještě silnější vítr a déšť poté, co tropické bouře způsobily dvě úmrtí a škody v pobřežních městech a letoviscích u Tichého oceánu. V celé zemi je celkem pět obětí, napsala agentura AP.

Trump trvá na platnosti energetického příměří, přestože Rusko dál útočí

Americký prezident Donald Trump v pondělí trval na tom, že energetické příměří mezi Ukrajinou a Ruskem trvá, přestože Moskva nadále útočí na energetickou infrastrukturu. Šéfka zahraniční politiky Evropské unie (EU) Vladimiru Putinovi nevěří.

Bulharsko hlásí další útok na lodě v Černém moři, jedna se potopila

Bulharsko dnes ráno oznámilo nový dronový útok na dvě lodě u svého pobřeží v Černém moři. Jedna ze zasažených lodí se potopila, píší agentury AP a BTA. Premiér Rumen Radev požádal o asistenci Evropskou unii a Severoatlantickou alianci. Nechal také povolat ruskou velvyslankyni Eleonoru Mitrofanovovou. Podobný útok Bulharsko zaznamenalo ve své námořní ekonomické zóně i minulý týden.

Ve věku pouhých 34 let zemřel RJ Mitte, hvězda seriálu Perníkový táta

Americký herec RJ Mitte, kterého proslavila role syna Waltera Whitea v kultovním seriálu Perníkový táta, zemřel ve věku pouhých 34 let. Smutnou zprávu potvrdili jeho zástupci. Herec, který od dětství žil s dětskou mozkovou obrnou, se kromě filmové kariéry věnoval také boji za práva lidí se zdravotním postižením. Příčinu jeho náhlého úmrtí zatím nikdo nezveřejnil.

Alcaraz senzačně vypadl v Šanghaji a stěžoval si na kvalitu míčků

Španělský tenista Carlos Alcaraz překvapivě skončil na turnaji Masters v Šanghaji už ve třetím kole. Světová trojka nestačila na Belgičana Zizou Bergs, kterému podlehla ve dvou setech. Během zápasu si navíc hlasitě stěžovala na kvalitu míčků. Nečekaná porážka zároveň definitivně otevřela cestu Alexandru Zverevovi na vrchol světového žebříčku.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama