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

Tomáš Chorý už za Slavii nenastoupí. Jeho agent hledá možnosti v zahraničí

Útočník Tomáš Chorý má podle trenéra Jindřicha Trpišovského ve Slavii Praha skončit. Kouč s ním po dalším disciplinárním prohřešku přestal počítat a nevzal ho ani na zápas Ligy mistrů proti Fenerbahce. O hráčově budoucnosti rozhodne vedení klubu po návratu z Istanbulu. Jeho agent David Nehoda mezitím připustil, že další angažmá může český reprezentant hledat v zahraničí.

V Turecku zadrželi zakladatele kryptoměny HEX. Policie zabavila miliony dolarů i luxusní majetek

Turecká policie zadržela v Istanbulu Richarda Hearta, zakladatele kryptoměnových projektů HEX a PulseChain. Podnikatele, kterého hledají finské úřady kvůli podezření ze závažného daňového podvodu a napadení, dopadli při rozsáhlé operaci. Vyšetřovatelé zabavili hotovost v hodnotě přes sedm milionů dolarů, kryptoměnové peněženky, zbraně i luxusní předměty.

Australskou poslankyni Helen Haines srazilo auto, podle premiéra šlo o úmyslný čin

Australskou nezávislou poslankyni Helen Haines v pondělí srazilo auto před její volební kanceláří. Premiér Anthony Albanese incident označil za „útok“ a „úmyslný čin“. Událost vyvolala šok napříč australskou politickou scénou.

Vlastní bydlení v Británii zdražuje. Většina prvokupujících platí za hypotéku více než za nájem

Pořízení vlastního bydlení přestává být pro mnoho Britů cestou k nižším měsíčním výdajům. Více než polovina lidí, kteří si poprvé koupili nemovitost, nyní splácí vyšší částku, než dříve platila za nájem. Podíl takových kupujících dosáhl nejvyšší úrovně za nejméně deset let. Rostoucí hypoteční sazby navíc začínají brzdit realitní trh.

Musk slíbil, že každému dítěti v USA věnuje akcii SpaceX

Americký miliardář Elon Musk chce příští rok darovat každému dítěti ve Spojených státech jednu akcii své kosmické společnosti SpaceX. Oznámil to ve svém příspěvku na sociální síti X. Podrobnosti k plánu ale neuvedl. Ve Spojených státech žije podle údajů statistického úřadu z roku 2024 zhruba 73 milionů lidí mladších 18 let, napsala agentura AFP.

KOMENTÁŘ: Republikáni, nebo demokrati? Historie ukazuje, jaká frakce více svědčí akciovým trhům

Už za dva týdny zvolí Američané nový Kongres a otěže moci v něm s největší pravděpodobností převezme demokratická strana. Dá se proto očekávat, že nová garnitura se bude často přít s republikánským Donaldem Trumpem. Jak by to ovlivnilo akciové trhy?

KLDR zvažuje rozmístění dalších taktických zbraní a obnovení vysílání z tlampačů

Severní Korea zvažuje obnovení vysílání z tlampačů u hranic s Jižní Koreou a rozmístění dodatečných taktických zbraní. Oznámila to dnes podle agentury KCNA Kim Jo-čong, vlivná sestra severokorejského vůdce Kim Čong-una.

Osiky si pamatují období sucha

Stromy si dokážou uchovat následky sucha i poté, co se vláha vrátí do půdy. Američtí vědci zjistili, že osiky mění složení svých listů podle toho, jakým podmínkám byly vystaveny v předchozích letech. Tyto změny mohou ovlivnit jejich ochranu před hmyzem a mikroorganismy i schopnost zotavit se z dlouhodobého nedostatku vody.

Čínská ekonomika balancuje nad propastí. Před pádem ji zachraňuje AI

Čínská ekonomika se po předchozím útlumu vrátila k rychlejšímu růstu. Hospodářství druhé největší ekonomické velmoci světa ve třetím čtvrtletí meziročně posílilo o 4,5 procenta, především díky rostoucí poptávce po technologiích pro umělou inteligenci (AI). Hrozbu však stále představuje přetrvávající realitní krize, slabá domácí spotřeba a nejistota kolem mezinárodního obchodu.

Dokument o podvodnici z Theranos je hitem. Za víkend utržil miliony

Dokumentární film Uvidíš všechno o odsouzené podnikatelce Elizabeth Holmes zaznamenal nečekaný úspěch v amerických kinech. Během premiérového víkendu utržil podle odhadů 15 milionů dolarů a zařadil se mezi nejúspěšnější dokumentární premiéry posledních desetiletí. Téměř tříhodinový snímek, který zachycuje poslední týdny zakladatelky Theranos před nástupem do vězení, se začátkem listopadu představí také českým divákům.

Nechce mír, obvinil Zelenského Trump. Rusko uchránil před novými sankcemi

Americký prezident Donald Trump obhajoval rozhodnutí pozastavit nové sankce proti Rusku a současně zostřil kritiku ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského. Tvrdil, že další ekonomický tlak na Moskvu by mohl zmařit probíhající mírová jednání. Zelenskyj mezitím varoval, že případný příklon Washingtonu na ruskou stranu by pro Ukrajinu znamenal katastrofální následky.

Macron odmítl demisi ministra vnitra, uznal ale chyby úřadů před násilnostmi

Francouzský ministr vnitra Laurent Nuňez podal demisi kvůli víkendovým násilnostem v ulicích měst. Prezident Emmanuel Macron ji nepřijal, uznal však, že úřady podcenily přípravu, a vyzval ministra k přijetí nových opatření proti násilníkům, uvedl dnes podle agentury AFP Elysejský palác. Podle dnešního vyjádření ministra spravedlnosti Géralda Darmanina se na násilnostech podílela řada lidí dobře známých policii a desítky z nich skončily ve vazbě. V Paříži pokračovaly násilnosti i v neděli a v noci na dnešek, vyrabovány byly nejméně tři desítky obchodů, uvedl starosta Emmanuel Grégoire.

Rubio popřel, že USA oslepily Ukrajinu před ruskými údery

Americký ministr zahraničí Marco Rubio odmítl tvrzení ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského, podle něhož Spojené státy na tři dny pozastavily sdílení zpravodajských informací o ruských raketových útocích. Washington zároveň vyzývá Kyjev, aby se soustředil na ukončení války. Ukrajina mezitím hledá evropské alternativy k americkým obranným a komunikačním systémům.

Při ruském útoku na Kyjev zahynula žena, je osm raněných

Nejméně jednu oběť a osm zraněných si vyžádal noční ruský útok na Kyjev, uvedla agentura Ukrinform. Zahynula 21letá dívka, napsal na sociální síti starosta ukrajinské metropole Vitalij Kličko. Ruské rakety zasáhly v kyjevských čtvrtích i vzdělávací a zdravotnické zařízení. Ruské ministerstvo obrany dnes ráno podle agentury Reuters informovalo o masivním útoku na cíle v Kyjevě a v jeho okolí; ministerstvo tvrdí, že úder se zaměřil na vojensko-průmyslové objekty, sklady raket a dronů i datová centra.

Macron po násilnostech ve Francii přitvrzuje. Hrozí zákazem demonstrací a slibuje potrestání výtržníků

Francie má za sebou jeden z nejbouřlivějších víkendů posledních let a prezident Emmanuel Macron se snaží zabránit dalšímu výbuchu násilí. V nedělním večerním projevu odsoudil rabování a žhářské útoky, pohrozil zákazem dalších demonstrací a slíbil, že viníci zaplatí za způsobené škody. Zároveň ale uznal, že statisíce Francouzů mají oprávněné důvody k nespokojenosti. Vláda proto musí podle něj nejen obnovit pořádek, ale také začít řešit problémy, které lidi vyhnaly do ulic.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama