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

Trump vyhrožuje Evropě stoprocentními cly kvůli digitální dani

Americký prezident Donald Trump pohrozil evropským zemím zavedením 100% dovozních cel, pokud zavedou daň z digitálních služeb zaměřenou na velké americké technologické společnosti. Oznámil to v příspěvku na své platformě Truth Social.

Malé letadlo narazilo do nejvyššího mrakodrapu v čínském hlavním městě

Neobvyklá letecká nehoda otřásla čínskou metropolí. Malé sportovní letadlo narazilo do nejvyšší budovy v Pekingu, pilot zemřel a dalších 13 lidí utrpělo zranění. Úřady okolnosti nehody vyšetřují. Otazníky ale vyvolává nejen samotný incident, ale také to, jak se letadlo vůbec dostalo nad přísně střežené centrum města.

Situace ve Venezuele je čím dál zoufalejší, lidé hlásí nedostatek záchranářů

Situace ve Venezuele je s každou hodinou zoufalejší, lidé třetí den po dvou silných zemětřeseních prohledávají sutiny zřícených budov a bytových domů s vědomím, že čas na nalezení přeživších se krátí. Venezuelané si stěžují na nedostatečnou reakci vlády a absenci záchranářů. Po svých příbuzných často pátrají sami. Pod troskami je uvězněno nejméně 172 lidí, uvedl v pátek předseda parlamentu Jorge Rodríguez. Pohřešuje se jich však více než 51.000, zatímco bilance mrtvých činí nejméně 920, uvedla agentura AP.

Ukrajina zaútočila na průmyslová zařízení ve Volgogradě, nejméně deset raněných

Ukrajina v noci na dnešek a brzy ráno zaútočila střelami na průmyslová zařízení v ruském velkoměstě Volgograd, údery si vyžádaly nejméně deset raněných. Na platformě Telegram to oznámil gubernátor Volgogradské oblasti Andrej Bočarov. Úder později potvrdil ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj, podle něhož zásah způsobil požár v areálu zbrojovky Titan-Barrikady. Ukrajinská státní energetická společnost Naftogaz dnes podle agentury Reuters oznámila, že Rusko vyslalo balistické rakety a drony na její zařízení v Poltavské a Charkovské oblasti, kde způsobily škody.

Amal Clooney přiznala, že život před svatbou byl jednodušší

Amal Clooney promluvila o tom, jak jí vztah s Georgem Clooneym změnil život. Úspěšná právnička v oblasti lidských práv přiznala, že po svatbě s hollywoodskou hvězdou musela nově řešit pozornost veřejnosti, paparazzi i prolínání soukromí s prací.

Zástupci USA, Izraele a Libanonu podepsali rámcovou dohodu

Zástupci Izraele, Libanonu a Spojených států podepsali dnes večer ve Washingtonu rámcovou dohodu. Oznámilo to americké ministerstvo zahraničí, kde se vedla od úterý jednání mezi izraelskými a libanonskými diplomaty. Americký ministr zahraničí Marco Rubio uvedl, že dohoda vytváří rámec pro trvalý mír a bezpečnost. Podle médií počítá s částečným odchodem izraelské armády z jihu Libanonu. Boje v oblasti trvají od března, ačkoliv byla uzavřená příměří. Zástupce Hizballáhu pohrozil, že uplatňování dohody může vést k občanské válce v Libanonu.

Íránské revoluční gardy oznámily útok na základny USA v regionu

Íránské revoluční gardy oznámily, že v reakci na americký útok napadly vojenské základny Spojených států v regionu. V noci na dnešek o tom informovala agentura AFP. Americká armáda v pátek provedla nové údery na cíle v Íránu v reakci na čtvrteční íránský útok na obchodní loď v Hormuzském průlivu.

Největší požár v USA se dál šíří, Utah vyhlásil stav nouze

Americký stát Utah vyhlásil stav nouze a před oslavami Dne nezávislosti omezil používání ohňostrojů. Na jihu státu se dál šíří požár Cottonwood Fire, který je nyní největším aktivním lesním požárem ve Spojených státech a komplikuje ho suché, větrné počasí.

Krym, jenž se potýká s nedostatkem pohonných hmot, vyhlásil nouzový stav

Moskvou dosazený šéf anektovaného Krymu Sergej Aksjonov vyhlásil na poloostrově nouzový režim, který má podle něj pomoci řešit otázky ekonomického charakteru. Konkrétní důvody nesdělil. Stanice BBC na svém ruskojazyčném webu připomněla, že Krym po útocích ukrajinských dronů zažívá palivovou krizi, kterou v posledních dnech prohloubily výpadky v dodávkách proudu. Ukrajina se už pátým rokem brání ruské vojenské invazi, v poslední době zintenzivnila své vzdušné útoky na ruské cíle.

Jihokorejská bývalá první dáma Kim Kon-hi dostala sedm let za úplatkářství

Jihokorejský soud dnes uložil bývalé první dámě Kim Kon-hi sedm let vězení za přijímání drahých darů výměnou za zprostředkování pracovních míst a obchodních výhod, informovala agentura Jonhap. Podle agentury Reuters má také zaplatit pokutu 64,8 milionů wonů (přes 896.000 Kč) a přijít o všechny přijaté dary. Třiapadesátiletá Kim si už odpykává čtyřletý trest za manipulaci s akciemi a za korupci. Její manžel, exprezident Jun Sok-jol, zase dostal doživotí za předloňské vyhlášení stanného práva.

Král Karel III. nebude bydlet v Buckinghamském paláci

Král Karel III. se po dokončení rozsáhlé rekonstrukce Buckinghamského paláce nepřestěhuje do jeho obytných prostor. S královnou Camillou zůstane v nedalekém Clarence House, zatímco palác má dál sloužit hlavně jako ceremoniální a pracovní centrum monarchie a více se otevřít veřejnosti.

Počet utonulých při vlně veder ve Francii vzrostl na 55

Počet utonulých ve Francii, kteří se v současné vlně veder chtěli osvěžit koupáním, vzrostl na 55, uvedla dnes podle agentury AFP ministryně sportu Marina Ferrariová. Pařížská policie dnes vyzvala organizátory hudebního festivalu Solidays, pochodu hrdosti na podporu komunity LGBT+ a sportovních akcí, aby je kvůli panujícím vedrům zrušily. Organizátoři pochodu Paris Pride posléze oznámili, že jej odkládají.

Ceny ropy se dočasně vrátily na předválečnou úroveň. Ohrožuje je přetrvávající nejistota

Ceny ropy klesly na předálečnou úroveň, než zase mírně vzrostly. Celkově však ceny pokračují v poklesu. Hormuzským průlivem proplouvá stále více lodí. Jednání o finální mírové dohodě pokračují, ale provází je napětí a neshody. Kromě toho došlo k útoku na plavidlo nedaleko ománského pobřeží, což přimělo Mezinárodní námořní organizaci (IMO) dočasně pozastavit evakuační plán v Hormuzském průlivu.

Japonsko kvůli dvěma blížícím se tropickým bouřím zrušilo přes 200 letů

Japonsko dnes kvůli dvěma blížícím se tropickým bouřím zrušilo přes 200 letů a desítky vlakových spojení a doporučilo lidem evakuovat se z některých oblastí, kde hrozí povodně a sesuvy půdy. Nevlídné počasí zasáhlo také Tchaj-wan, kde byly evakuovány stovky lidí a nejezdí některé vlaky, napsaly agentury AFP a Reuters.

Včelí královny nevznikají jen díky mateří kašičce

Včely medonosné patří mezi nejvýznamnější opylovače na světě a jejich role je zásadní pro fungování přírodních ekosystémů i zemědělské krajiny. Nový výzkum nyní odhalil, že vznik včelí královny je mnohem složitější proces, než se dosud předpokládalo. O její budoucnosti nerozhoduje pouze potrava, ale také prostředí, které pro ni vytváří celé včelstvo.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama