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

Prokuratura v USA znovuotevřela případ hromadného znásilnění na Cornellově univerzitě

Státní zastupitelství v americkém státě New York znovu otevře trestní vyšetřování údajného znásilnění studentky na Cornellově univerzitě. Žena, v soudních dokumentech označovaná jako Jane Doe, tvrdí, že ji v říjnu 2024 v domě studentského spolku Chi Phi napadlo sedm mužů. Případ nyní může projednat velká porota.

Tom Holland se promění ve Freda Astaira. Po jeho boku zazáří Sabrina Carpenter

Tom Holland se chystá ztvárnit jednu z největších tanečních hvězd hollywoodské historie. Připravovaný životopisný film o Fredu Astairovi nyní získal další dvě výrazná jména. Sabrina Carpenter se představí jako Ginger Rogers, zatímco Margaret Qualley ztvární Astairovu starší sestru a první taneční partnerku Adele.

Strach z mobilizace roste. Putin podepsal dekret o navýšení armády

Ruský prezident Vladimir Putin podepsal dekret o zvýšení povoleného počtu vojáků o 15 500 na 1,55 milionu. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj upozornil, že v Rusku už probíhá „dodatečná mobilizace“. Severní Korea se navíc chystá do Ruska pro boje na Ukrajině poslat další vojáky.

Trump oznámil průmyslový megaprojekt. Hovoří o největší ocelárně v historii USA

Americký prezident Donald Trump v pondělí v Oválné pracovně oznámil výstavbu nové ocelárny v hodnotě 15 miliard dolarů (asi 320 miliard korun) v Iowě. Šéf Bílého domu ji označil za největší ocelárnu v historii USA. Komplex postaví firma Mesabi Metallics.

El Niño překvapilo vědce. Rekordy trhá měsíce před svým vrcholem

Klimatický jev El Niño překvapil klimatology a meteorology. Podle britské meteorologické služby Met Office překonává rekordy ještě několik měsíců před očekávaným vrcholem. Podle webu Severe Weather Europe letošní El Niño překoná všechny silné epizody posledních desetiletí. Prudký nárůst sleduje i Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA).

Izrael zabil vrchního velitele Hamásu Izzaddína Bíka v severní části Gazy

Při izraelském vzdušném útoku byl dnes v Pásmu Gazy zabit Izzaddín Bík, který byl vrchním velitelem ozbrojeného křídla hnutí Hamás v severní části tohoto palestinského území. Podle agentury Reuters to oznámili izraelský premiér Benjamin Netanjahu a ministr obrany Jisrael Kac s tím, že Bík byl zapojen do plánování útoků a rekrutování ozbrojenců. Hnutí Bíkovu smrt potvrdilo.

Tropické stromy přijímají oxid uhličitý v noci a šetří vodu

Některé tropické stromy si vytvořily neobvyklý způsob, jak lépe zvládat nedostatek vody. Oxid uhličitý přijímají hlavně v noci, zatímco přes den mohou mít průduchy v listech zavřené a omezit tak ztráty vody. Vědci nyní podrobněji popsali, jak se tato schopnost u různých druhů vyvíjela a proč může být důležitá v podmínkách častějšího sucha.

Nasadíme celý arzenál! Rusko pohrozilo NATO kvůli Kaliningradu

Rusko varovalo Severoatlantickou alianci (NATO) před pokusy o izolaci Kaliningradské oblasti. Jakýkoli takový krok by podle Moskvy mohl vyvolat přímou vojenskou konfrontaci. Kreml uvedl, že má dostatek zbraní k obraně enklávy a je připraven použít celý svůj arzenál, pokud by se aliance pokusila odříznout region od zbytku Ruska.

Tragédie na slovenské škole. Po útoku žáka zemřela učitelka

Tragický útok se v úterý ráno odehrál na základní škole v obci Staškov nedaleko slovenské Čadce. Jeden ze žáků zaútočil na učitelky a spolužačku. Jedna žena zemřela, další žena a dítě utrpěly zranění. Dítě převezli záchranáři do nemocnice v kritickém stavu.

Kyjev čelil ruskému raketovému útoku, zasaženo bylo několik domů

Kyjev dnes v noci čelil ruskému raketovému útoku, zasaženo bylo několik budov, uvedl starosta ukrajinské metropole Vitalij Kličko. Počet obětí předchozího pondělního útoku na metropoli vzrostl na dvě, zraněno bylo 26 lidí, informovala agentura Ukrinform.

Manažera The New York Times zastřelili za bílého dne. Podezřelými jsou tchán s tchyní

V sobotu byl v Kalifornii zastřelen manažer deníku The New York Times. Policie zadržela dva podezřelé, kteří byli identifikováni jako příbuzní oběti. Dvojice čeká ve vězení na obvinění. Incident se vyšetřuje, motiv vraždy zatím není jasný. Oběť se soudila se svou manželkou.

Při násilnostech gangů na Haiti zemřelo nejméně 11 lidí

Nejméně 11 lidí zemřelo v pondělí během nejnovější vlny násilností haitských gangů, uvedly podle agentury Reuters místní úřady. Zločinci v zemi zmítané už léta násilím a vleklou politickou krizí zaútočili po ofenzivě sil OSN, které gangy vytlačily z jejich pozic v centrální oblasti Artibonite.

KLDR připravuje vyslání dalších 10.000 vojáků na pomoc Rusku

Severní Korea připravuje vyslání dalších 10.000 vojáků do bojů Ruska proti Ukrajině, uvedl v pondělí ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Nyní je v řadách ruské armády 8000 Severokorejců, dodal.

Británie propustila pětici podezřelých z plánování útoku na vojenskou základnu RAF Fairford

Britská policie propustila na kauci pět mužů zadržených kvůli podezřelému incidentu u vojenské základny RAF Fairford. Vyšetřování ale pokračuje a policisté nyní mimo jiné prověřují, zda do případu nebyli zapojeni lidé jednající ve prospěch cizího státu. Jednou z prověřovaných možností je spojení s Íránem.

Írán předal návrh zprostředkovatelům, reakci USA čeká dnes, řekl Arakčí

Íránští zástupci v pondělí jednali s katarskými zprostředkovateli a očekávají americkou odpověď na své návrhy během dneška, uvedl podle agentury Reuters ministr zahraničí Abbás Arakčí. Americká strana zatím své avizované separátní jednání s katarskými mediátory nekomentovala, prezident Donald Trump však krátce před Arakčího oznámením vyloučil, že by Íránu nabídl zrušení sankcí či uvolnění zmrazených fondů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama