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

Asijské duby čelí rostoucímu riziku vyhynutí

Asie má více ohrožených druhů dubů než kterýkoli jiný region na světě. V jihovýchodní a východní Asii přitom rostoucí lidský tlak ohrožuje více než polovinu jejich přirozeného areálu a řada vzácných druhů nemá žádnou záložní populaci v botanických zahradách.

Ve Francii začíná platit zákon o asistované sebevraždě a eutanazii

Ve Francii začíná tento týden platit zákon o asistované sebevraždě a eutanazii. Ve francouzské sbírce zákonů bylo dnes vydáno znění zákona, který schválil francouzský parlament v polovině července. Zákon umožňuje využít asistované sebevraždy pacientům, kteří mají vážnou a neléčitelnou nemoc, jež jim způsobuje nesnesitelnou bolest.

KOMENTÁŘ: Další čínská exploze na burze. Výrobce humanoidních robotů vyskočil o 460 procent

Asijské technologické debuty na burze začínají být podobně sledované jako ty ve Spojených státech. Potvrdil to i snový start společnosti Unitree, která se zabývá výrobou humanoidních robotů. Konkurenci na Západě hledá jen těžko.

Írán zvažuje i útoky na vojenské základny USA v Evropě, řekly FT íránské zdroje

Írán zvažoval a zvažuje i útoky na americké vojenské základny v Evropě, pokud budou Spojené státy eskalovat válku s Teheránem, napsal dnes deník Financial Times (FT) s odvoláním na dva nejmenované íránské režimní zdroje. Íránský režim už od března v odvetě za americké útoky na svou zemi útočí na státy Perského zálivu, kde mají USA základny, a v květnu pohrozil rozšířením války za hranice Blízkého východu.

Ruská obrana v noci zničila 453 ukrajinských dronů, oznámilo ministerstvo obrany

Ruská protivzdušná obrana v noci na dnešek zničila 453 ukrajinských dronů nad dvěma desítkami ruských regionů, nad anektovaným poloostrovem Krym a nad Černým mořem, oznámilo ministerstvo obrany v Moskvě. O škodách se nezmiňuje. Podle médií a některých regionálních činitelů ukrajinské drony útočily například na průmyslové objekty v Ufě v Baškortostánu a zřejmě také na závod vyrábějící výbušniny v Dzeržinsku v Nižegorodské oblasti.

Americko-jihokorejské cvičení se na žádost Trumpa zkrátí o více než polovinu

Společné vojenské cvičení USA s Jižní Koreou bylo na žádost amerického prezidenta Donalda Trumpa zkráceno na více než polovinu. Došlo k tomu poté, co šéf Bílého domu vyzval k omezení těchto manévrů.

Írán odmítl obvinění z raketového útoku na SAE, ty s ním pozastavily obchod

Teherán v noci na dnešek odmítl úterní tvrzení Spojených arabských emirátů (SAE), že na ně vypálil dvě balistické rakety. SAE v úterý pozdě večer oznámily, že kvůli eskalaci v regionu s Teheránem pozastavují veškeré obchodní vztahy, informovala agentura AFP. Ta dnes také napsala, že náčelník generálního štábu íránské armády varoval státy Perského zálivu před poskytováním pomoci americké armádě. SAE je jednou ze zemí v regionu, kde mají USA vojenské základny.

Trump pozastavil na tři dny zavedení 50procentního cla na kanadské zboží

Americký prezident Donald Trump v noci na dnešek pozastavil plán na uvalení 50procentního cla na širokou škálu kanadských produktů. Dočasné odložení cel potrvá tři dny, oznámil prezident na síti Truth Social. Rozhodl se tak po úterním telefonátu s kanadským premiérem Markem Carneym. Informovaly o tom světové agentury. Nová cla měla vejít v platnost dnes. Carney později řekl, že v jednáních mezi oběma zeměmi zbývá ještě mnoho práce.

Sesazený ukrajinský ministr obrany Fedorov vyzývá k uspořádání voleb za války

Bývalý ukrajinský ministr obrany Mychajlo Fedorov vyzval k uspořádání voleb i během pokračující války s Ruskem. Tvrdí, že země musí najít legální a bezpečný způsob, jak obnovit plný demokratický proces. Jeho vystoupení představuje dosud nejvýraznější domácí politickou výzvu prezidentu Volodymyru Zelenskému od začátku plnohodnotné ruské invaze.

Sophie Adenot jako první Francouzka vystoupila do volného vesmíru

Francouzská astronautka Sophie Adenot se zapsala do historie. Jako první Francouzka opustila Mezinárodní vesmírnou stanici a vydala se do volného prostoru. Společně s americkým kolegou Anilem Menonem pracuje na výměně důležité komunikační antény.

Kultovní komedie Deset důvodů, proč tě nenávidím míří na Broadway

Romantická komedie, která pomohla odstartovat kariéru Heatha Ledgera a Julie Stiles, dostane muzikálovou podobu. Tvůrci nyní oznámili datum prvního představení i složení hlavního kreativního týmu.

V londýnském královském parku zaútočil jelen na člověka. Strážci museli zvíře zastřelit

Jelen v londýnském Richmond Parku zranil muže, který si v parku dělal piknik. Zvíře následně museli strážci zastřelit, protože ohrožovalo návštěvníky. Správci parku zároveň varují veřejnost, aby jeleny nekrmila a nepřibližovala se k nim.

Menšík a Nosková postoupili v Cincinnati do osmifinále

Čeští tenisté slavili na turnaji v Cincinnati dvě vítězství. Jakub Menšík přehrál Australana Rinkyho Hijikatu 6:3, 6:4 a Linda Nosková zdolala Dánku Claru Tausonovou 7:6, 6:2. Jiří Lehečka naopak podlehl Francouzi Arthuru Filsovi 1:6, 7:6, 3:6. Pozornost poutal také společný návrat Sereny a Venus Williamsových.

Na moskevský region mířilo přes 600 dronů, uvedl starosta ruské metropole

Na moskevský region útočilo v noci na dnešek 620 dronů, uvedl podle agentury AFP starosta Moskvy Sergej Sobjanin. Ruská protivzdušná obrana podle něj přes 180 bezpilotních prostředků v oblasti hlavního města zničila, zraněni byli tři lidé.

Kanada se snaží na poslední chvíli odvrátit americká cla

Kanada se na poslední chvíli snaží odvrátit nová americká cla, která mají vstoupit v platnost už ve středu. Vyjednavači obou zemí vedou ve Washingtonu intenzivní rozhovory, dohoda ale zatím nevznikla. Premiér Mark Carney označil jednání za velmi citlivá a odmítl zveřejňovat podrobnosti.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama