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 oznámil energetickou dohodu s Tchaj-wanem. Ve hře jsou miliardy dolarů a obří dodávky plynu

Americký prezident Donald Trump oznámil, že Tchaj-wan bude po příštích dvacet let odebírat téměř třetinu zkapalněného zemního plynu (LNG) z připravovaného projektu Alaska LNG. Ostrov má zároveň přispět miliardami dolarů na výstavbu plynovodu. Podmínky údajné dohody však zatím nejsou veřejně známé a tchajwanské úřady její konečné uzavření nepotvrdily.

Rozpad polárního víru může v Evropě způsobit energetický šok, varuje studie

Zima může evropské energetice připravit nepříjemné překvapení. Když se vysoko nad Arktidou naruší polární vír, roste pravděpodobnost silných mrazů a mimořádné spotřeby elektřiny. Podle nové studie může být riziko extrémní poptávky v některých částech Evropy až trojnásobné.

Musk dal na podporu republikánů před volbami do Kongresu 276 milionů dolarů

Nejbohatší člověk světa Elon Musk poslal od začátku července republikánským skupinám a vlastnímu politickému výboru nejméně 276 milionů dolarů (šest miliard Kč), aby straně prezidenta Donalda Trumpa pomohl k úspěchu v listopadových volbách do Kongresu. Za celý současný volební cyklus pak už vydal na 366 milionů dolarů, napsaly agentury AFP a Reuters s odvoláním na článek v listu The New York Times (NYT). Šéf automobilky Tesla a kosmické společnosti SpaceX je tak zdaleka největším známým dárcem před letošními volbami, které se konají 3. listopadu zhruba v polovině prezidentského mandátu a v nichž by republikáni mohli přijít o těsnou většinu v Kongresu.

Trump má s Grónském velké plány. Chystá průzkum ropy a nové vojenské základny

Americký prezident Donald Trump oznámil přípravy rozsáhlého průzkumu ropy, zemního plynu a nerostných surovin v Grónsku. Arktický ostrov současně označil za mimořádně důležitý pro bezpečnost Spojených států i Evropy. Washington zde po zářijové dohodě s Dánskem a grónskou vládou získal možnost výrazně rozšířit vojenskou přítomnost.

Lesní půda se po těžbě může obnovovat desítky let

Způsob těžby dřeva má zásadní vliv na množství uhlíku uloženého v lesní půdě. Dvacetiletý výzkum v kanadské Britské Kolumbii ukázal, že zachování vrstvy organického materiálu na povrchu půdy výrazně omezuje ztráty uhlíku. Pokud je tato vrstva odstraněna, může návrat půdy do původního stavu trvat desítky let.

Ukrajinské drony napadly největší ruské datové centrum patřící Sberbank

Ukrajinské drony zasáhly největší ruské datové centrum, které vlastní banka a technologická společnost Sberbank. Provoz ale nebyl narušen. Podle agentury Reuters to dnes řekl náměstek ředitele Sberbank Alexandr Veďachin. Telegramové kanály uvádějí, že ukrajinské údery zasáhly rozsáhlé datové centrum společnosti Sberbank ve městě Balakovo v Saratovské oblasti, napsal server Meduza.

Investor žaluje kryptoburzu BitMEX o 20 milionů liber. Tvrdí, že obchodovala bez povolení

Kryptoměnová burza BitMEX čelí ve Velké Británii žalobě o 20 milionů liber. Bývalý zákazník Lewis Barber tvrdí, že při obchodování s bitcoinovými deriváty přišel o značný majetek a společnost mu tyto produkty nabízela bez potřebného povolení. Případ by mohl otevřít cestu k podobným nárokům dalších investorů.

Saúdská Arábie opět pod palbou Hútíů, hořela budova Saudi Aramco

Saúdská Arábie a jemenští povstalci Hútíové pokračují ve vzájemných útocích, které stále výrazněji zasahují ropnou infrastrukturu i civilní leteckou dopravu. Po saúdském náletu na palivový sklad poblíž jemenské metropole Saná mířily rakety a drony na Rijád a další saúdská města. V administrativní budově ropného giganta Aramco ve městě Dhahrán vypukl požár.

Trump označil Grónsko za naše nové a krásné Grónsko

V Grónsku se chystají rozsáhlé průzkumy ložisek ropy, plynu a nerostných surovin. V noci na dnešek to na své síti Truth Social uvedl americký prezident Donald Trump, který arktický ostrov nazval "naším novým a krásným Grónskem". Prezident zároveň zdůraznil důležitost ostrova pro bezpečnost USA i Evropy.

Ruské útoky zabily na Ukrajině šest lidí, Kyjev hlásí výpadky elektřiny

Při ruských nočních útocích na Ukrajinu přišlo o život nejméně šest lidí, píše agentura AFP s odvoláním na místní úřady. Tři lidé zahynuli v Kyjevě, dva v Dněpropetrovské oblasti a jeden v Záporožské oblasti. V metropoli Rusko zasáhlo balistickými střelami energetická zařízení a ve městě nastaly výpadky dodávek elektřiny, uvedl dnes ráno starosta ukrajinské metropole Vitalij Kličko. Podle prezidenta Volodymyra Zelenského byly ruské noční útoky zaměřené na ukrajinskou energetickou infrastrukturu, na kterou se má vztahovat energetické příměří jednostranně vyhlášené americkým prezidentem Donaldem Trumpem.

Papež Lev XIV. má rakovinu. Lékaři mu při operaci odstranili část pravé plíce

Vatikán oznámil vážnou zprávu o zdravotním stavu papeže Lva XIV. Jednasedmdesátileté hlavě katolické církve lékaři diagnostikovali rakovinu plic. Papež v úterý podstoupil operaci v římské nemocnici Gemelli, při níž mu chirurgové odstranili celý dolní lalok pravé plíce. Zákrok proběhl bez komplikací, teprve další vyšetření však ukážou, jak závažné onemocnění je.

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.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama