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

Srbská policie zastřelila útočníka před izraelskou ambasádou v Bělehradě. Země vyhlásila nejvyšší stupeň teroristické hrozby

Srbská policie ve středu brzy ráno zastřelila mladého muže, který před izraelským velvyslanectvím v Bělehradě zaútočil dvěma noži na policistu. Úřady incident označily za teroristický útok a v celé zemi vyhlásily nejvyšší stupeň bezpečnostního ohrožení.

Ve Španělsku se srazily dva vysokorychlostní vlaky. Zahynulo přes šedesát lidí, desítky zraněných

Nejméně 64 mrtvých a dalších 80 zraněných si podle dosavadních informací vyžádala středeční srážka dvou vysokorychlostních vlaků ve středním Španělsku. K tragédii došlo nedaleko města Toledo, jižně od Madridu. Jde o jednu z nejhorších železničních nehod v historii země. Příčina srážky zatím není známá, železniční doprava mezi španělskou metropolí a jihem země byla přerušena.

Arsenal senzačně vypadl z Ligového poháru. Vyřadil ho tým ze čtvrté ligy

Fotbalisté Arsenalu zažili jeden z největších šoků v historii anglického Ligového poháru. Úřadující šampioni Premier League nestačili v osmifinále na Fleetwood Town ze čtvrté ligy. Po remíze 1:1 prohráli penaltový rozstřel 3:5. Anglická média mluví o historické ostudě a kritika míří také na trenéra Mikela Artetu.

Telefonát s Putinem vyvolal rozkol mezi evropskými lídry. Finsko vysvětlilo svůj postoj k Rusku

Neobvyklý telefonát evropských představitelů s Vladimirem Putinem vyvolal rozpory mezi spojenci. Finský prezident Alexander Stubb a norský premiér Jonas Gahr Støre se pokusili přímým rozhovorem s ruským vůdcem podpořit mírové úsilí na Ukrajině. Jejich iniciativa však narazila na kritiku některých evropských politiků. Helsinky nyní zdůrazňují, že o žádné oteplování vztahů s Moskvou neusilují.

Putin a Zelenskyj tváří v tvář? Trump učinil překvapivé oznámení

Americký prezident Donald Trump tvrdí, že se blíží dlouho očekávané setkání ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského s ruským vůdcem Vladimirem Putinem. Podle šéfa Bílého domu dosáhla diplomatická jednání o ukončení války na Ukrajině značného pokroku. Konkrétní termín ani místo schůzky však neprozradil a Moskva ani Kyjev zatím její konání nepotvrdily.

Miliardy pro těžaře, hrozba pro planetu. Trump ruší Bidenovy regulace

Americký prezident Donald Trump oznámil další zásadní obrat v ekologické politice Spojených států. Jeho administrativa plánuje výrazně zmírnit pravidla omezující úniky metanu při těžbě ropy a zemního plynu. Energetickým společnostem má opatření ušetřit desítky miliard dolarů, podle ekologických organizací však povede k většímu znečištění ovzduší a prohloubení klimatických změn.

Filip Hronek rozhodl o výhře Vancouveru a ukončil sérii deseti porážek

Český obránce Filip Hronek se stal hlavním hrdinou dramatického utkání NHL mezi Vancouverem a Anaheimem. V prodloužení rozhodl o vítězství Canucks 6:5 a ukončil jejich sérii deseti porážek. Vancouver přitom ještě v závěru třetí třetiny ztrácel tři góly. Hronek navíc přidal asistenci a překonal českého brankáře Lukáše Dostála. V dalším utkání se střelecky prosadil také Pavel Zacha, Boston však na Carolinu nestačil.

Účet za válku s Íránem je astronomický. Americe mizí miliardy před očima

Válka mezi Spojenými státy a Íránem se pořádně prodražuje. Americká armáda za konflikt do poloviny října utratila nejméně 47,1 miliardy dolarů (více než bilion korun), přičemž konečný účet může být ještě vyšší. Prezident Donald Trump mezitím prohlašuje, že boje ukončí, kdykoliv se rozhodne. Podmínkou však zůstává, aby Teherán nikdy nezískal jadernou zbraň.

KOMENTÁŘ: Fed jen pár dní před volbami v USA rozhoduje o sazbách. Splní Trumpovi přání?

Americká centrální banka ve středu rozhoduje o úrokových sazbách – citlivé rozhodnutí tedy oznámí jen pár dní před napjatými volbami do Kongresu. Očekává se, že Fed nechá sazby beze změny. Mohlo by se tak zdát, že Kevin Warsh nechce před hlasováním přilévat olej do ohně.

Bolsonaro po prohraných volbách uprchl z Brazílie. Dostane víza v USA

Brazilský senátor Flávio Bolsonaro po překvapivé porážce v prezidentských volbách opustil zemi a zamířil do Spojených států. Učinil tak navzdory rozhodnutí nejvyššího soudu, který mu nařídil odevzdat cestovní pasy kvůli vyšetřování podezření z praní špinavých peněz. Americké ministerstvo zahraničí oznámilo, že Bolsonarovi a jeho rodině umožní vstup do USA.

Trump tvrdí, že zakáže pojem umělá inteligence, trvá na super inteligenci

Americký prezident Donald Trump dnes oznámil, že zakáže v dokumentech používat slovní spojení umělá inteligence (AI), neboť trvá na svém označení super inteligence, které pokládá za mnohem přesnější. Šéf Bílého domu o záměru vymáhat změnu ustáleného názvu napsal na své sociální síti Truth Social.

Netanjahu po volbách vyzval k vytvoření silné pravicové vlády

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu v povolebním projevu vyzval k vytvoření silné pravicové vlády. Zároveň podle médií v noci na dnešek prohlásil, že Izraeli nelze vládnout s podporou izraelských Arabů, jejichž strany v parlamentních volbách podle odhadů posílily. Kompletní výsledky zatím nejsou k dispozici, podle aktualizovaných průzkumů od volebních místností bude zřejmě poměr sil vyrovnaný a parlamentní většinu nezíská vládní ani opoziční blok.

Krvavé střety v Jižním Súdánu. Při tzv. nájezdech na dobytek zemřelo nejméně 72 lidí

Nejméně 72 lidí přišlo o život při násilných střetech mezi komunitami v jihosúdánském státě Warrap. Útoky, jejichž cílem byly především krádeže dobytka, provázelo také vypalování domů. Tragédie je dalším příkladem dlouhodobého násilí, které sužuje nejmladší stát světa v době příprav na historicky první prezidentské volby.

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.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama