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

První jednání mezi Ukrajinou, Ruskem a USA skončilo bez průlomu. Rozhovory byly produktivní, řekl Marco Rubio

V Abú Dhabí skončil první den trojstranných jednání mezi Ukrajinou, Ruskem a Spojenými státy, jejichž cílem je ukončení války na Ukrajině. Čtyřhodinová schůzka podle amerického ministra zahraničí Marca Rubia proběhla „velmi produktivně“. Zástupci Kyjeva ani Moskvy však její průběh bezprostředně nekomentovali. Rozhovory mají pokračovat ve středu.

Kontroverzní verdikt na ME v cyklokrosu připravil Schreiber o zlato. Lucembursko podalo protest

Mistrovství Evropy v cyklokrosu přineslo kontroverzní závěr ženského závodu. Lucemburská závodnice Marie Schreiber projela cílem jako první, rozhodčí ji však následně potrestali za změnu jízdní stopy ve finiši. Evropský titul tak získala domácí Lucinda Brand. Rozhodnutí vyvolalo ostrou kritiku a lucemburská cyklistická federace podala oficiální protest.

James Gunn a Peter Safran končí ve vedení DC Studios. Nahradí je producent z Marvelu

Filmové studio DC Studios čeká zásadní změna ve vedení. Režisér James Gunn a producent Peter Safran po čtyřech letech opouštějí své manažerské funkce. Od 1. prosince je nahradí Jeremy Latcham, který se podílel na vzniku několika úspěšných filmů Marvelu. Gunn se chce vrátit především k natáčení, od komiksových hrdinů se však úplně neloučí.

Po požáru Hitlerovy horské chaty se rozproudila debata o její obnově

Po požáru někdejší horské chaty nacistického diktátora Adolfa Hitlera se v Německu debatuje o tom, zda ji obnovit, zakonzervovat jako ruinu nebo zcela zbořit. Bavorské úřady se zatím snaží zničený dům Kehlsteinhaus, známý také jako Orlí hnízdo, ochránit před nepříznivým počasím. Vznikne nad ním provizorní střecha. Požár oblíbeného výletního místa v bavorských Alpách nedaleko Berchtesgadenu vyvolal i širší debatu o vztahu Německa k nacistické minulosti.

Newyorská burza vsadila na Avalanche. Akcie chce obchodovat nonstop

Newyorská burza (NYSE) chce umožnit nepřetržité obchodování s tokenizovanými akciemi. Pro připravovanou platformu si vybrala blockchainovou technologii Avalanche, která má zajišťovat evidenci a vypořádání transakcí. Investoři by díky novému systému mohli obchodovat 24 hodin denně, sedm dní v týdnu. Spuštění však zatím podléhá schválení amerických regulátorů.

Hluk ovlivňuje 80 % zkoumaných živočišných druhů

Hluk z dopravy, lodní přepravy a průmyslu zasahuje do života zvířat mnohem výrazněji, než se dosud předpokládalo. Nový výzkum ukázal, že u 80 % zkoumaných živočišných druhů ovlivňuje jejich chování, vývoj nebo fungování organismu. Hlukové znečištění tak může narušovat vztahy mezi druhy a měnit rovnováhu celých ekosystémů.

Hromadná srážka desítek vozidel si v Bulharsku vyžádala 11 obětí a 48 zraněných

Několik hromadných srážek desítek vozidel si dnes ráno na dálnici nedaleko města Jambol na jihovýchodě Bulharska vyžádalo nejméně 11 mrtvých a 48 zraněných. Informovala o tom agentura AFP nebo web 24chasa. Úřady nehodu připisují mlze a snížené viditelnosti.

Co když šéf Nvidie odejde? Nejasné nástupnictví vzbuzuje obavy

Společnost Nvidia se dostala pod palbu kritiky za to, že nemá jasný plán pro odchod generálního ředitele Jensena Huanga. Ten čelí vyšetřování kvůli intimnímu vztahu s možnou čínskou špionkou. Tento incident upozornil na zranitelnost velkých společností závislých na jediném člověku.

Francie si předvolala íránského velvyslance kvůli útokům na chladící zařízení

Francie si dnes předvolala íránského velvyslance v Paříži v souvislosti s říjnovými kyberútoky na chladicí zařízení v supermarketech. Podle agentury Reuters to uvedlo francouzské ministerstvo zahraničí. Agentura dříve upozornila, že není jasné, na základě jakých konkrétních poznatků francouzské úřady dospěly k závěru, že za útoky stojí Írán. "Přijmeme veškerá opatření, která považujeme za nezbytná a přiměřená, abychom na tento útok reagovali a odradili všechny, kteří by v Íránu či jinde mohli mít v úmyslu jej zopakovat," prohlásil dnes podle stanice Franceinfo francouzský šéf diplomacie Jean-Noël Barrot.

Mohla by Severní Koreji vládnout žena? Kimova třináctiletá dcera budí pozornost

Je jí asi 13 let, je dcerou Kim Čong-una a od roku 2022 se s ním účastní veřejných vystoupení. Mohla by Kim Ču-e být „dědičkou trůnu“? Většina oslovených severokorejských přeběhlíků domnívá, že jednou pravděpodobně ve vládnutí nahradí svého otce. Jiní však poukazují na to, že vládnoucí žena v tak patriarchální kultuře je nepravděpodobná.

Trump připouští konec útoků na Írán. Rubio ale diplomatický průlom neočekává

Americký prezident Donald Trump v nedělním rozhovoru prohlásil, že další vojenské údery na Írán jsou nepravděpodobné, pokud Teherán učiní určité kroky směrem k dohodě o svém jaderném programu a znovuotevření Hormuzského průlivu. Zopakoval, že Írán je z vojenského hlediska fakticky poražen. K rozhovoru došlo po drtivé porážce republikánů ve volbách do Kongresu, kterou viceprezident J.D. Vance do značné míry připsal právě válce.

KOMENTÁŘ: Čínská špionka, nevěra a krádež čipů. Jak trh reaguje na průšvih Nvidie?

Nebývá zvykem, aby jeden milenecký úlet způsobil zemětřesení na burze. Jenže aktuální aférka se týká rovnou Jensena Huanga, CEO Nvidie, druhé nejhodnotnější společnosti světa. Huang se podle novinářů mohl zaplést s milenkou, která jen tak náhodou dělá pro čínskou rozvědku. Akcie okamžitě reagovaly prudkým poklesem.

Russell Brand dostal za znásilnění a sexuální napadení deset a půl roku vězení

Britský komik a herec Russell Brand stráví za znásilnění a sexuální napadení deset a půl roku ve vězení. Londýnský soud ho v pondělí potrestal za činy, kterých se dopustil na čtyřech ženách v letech 2004 až 2009. Jednapadesátiletý bavič vinu po celou dobu odmítal.

Armáda USA stáhla své letouny z další britské základny kvůli íránské hrozbě

Armáda Spojených států v pondělí stáhla své letouny z další letecké základny v Británii kvůli hrozbě ze strany Íránu, píše deník The Wall Street Journal (WSJ) s odvoláním na své zdroje. Tankovací letouny ze základny Mildenhall přesunula mimo jiné do Německa. Stalo se tak několik týdnů poté, co USA stáhly své bombardéry z britské letecké základny Fairford po incidentu, který britské úřady vyšetřují jako možný pokus o teroristický útok na toto zařízení využívané Američany k náletům na cíle v Íránu.

Tomáš Macháč překvapivě skončil na turnaji ve Stockholmu hned v prvním kole

Český tenista Tomáš Macháč nezvládl úvodní zápas na turnaji ATP ve Stockholmu a se soutěží se rozloučil už v prvním kole. Šedesátý hráč světového žebříčku podlehl chorvatskému kvalifikantovi Bornovi Gojovi ve dvou setech 3:6 a 4:6. Proti soupeři ze druhé stovky žebříčku tak nedokázal navázat na výkony z předchozích turnajů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama