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

Ukrajina podnikla jeden z největších útoků na Rusko, úřady hlásí šest mrtvých

Ukrajina v noci na dnešek podnikla jeden z dosud největších vzdušných útoků na Rusko, ministerstvo obrany oznámilo zničení 822 dronů. Zahynulo šest lidí, z toho pět v Rostovské oblasti na jihu Ruska a jeden v Moskevské oblasti, uvedly místní úřady. Nedaleko ruské metropole hoří po dopadu dronu další sklad internetového obchodu Wildberries. Ukrajina, která se pátým rokem brání ruské vojenské invazi, uvedla, že zasáhla podnik na výrobu paliva pro rakety.

Stíhačka nad Rumunskem sestřelila dron, podle NATO byl zřejmě ruský

Nad rumunským územím byl sestřelen dron, který narušil vzdušný prostor této členské země Severoatlantické aliance. S odkazem na sdělení rumunského ministerstva obrany o tom dnes informovala agentura Reuters. Velitelství NATO uvedlo, že šlo patrně o ruský bezpilotní prostředek. V Rumunsku je to letos už čtvrtý sestřelený dron.

Ruské síly zaútočily na Kyjev a na další města, úřady hlásí pět mrtvých

Ruské síly dnes brzy ráno zaútočily balistickými raketami na Kyjev. V několika částech ukrajinské metropole vypukly požáry a nejméně tři lidé byli zraněni, uvedly místní úřady. Jeden člověk pak zemřel a 13 lidí bylo zraněno při útoku na ukrajinské město Kryvyj Rih, uvedl náčelník vojenské správy Dněpropetrovské oblasti Oleksandr Hanža. Celkem čtyři mrtvé hlásí také úřady v Doněcké, Chersonské a Záporožské oblasti.

Austrálie se po útoku na Bondi Beach chystá vykupovat zbraně

Australský stát Nový Jižní Wales spustí od 2. listopadu rozsáhlý výkup zbraní. Majitelé za odevzdané pistole, pušky a brokovnice dostanou až 1 000 australských dolarů za kus. Opatření je součástí zpřísnění zbraňových zákonů po prosincovém útoku na židovskou slavnost v Sydney, při kterém zemřelo 15 lidí.

Indie chce během roku vyškolit deset milionů mladých lidí v umělé inteligenci

Indická vláda plánuje během příštího roku nabídnout školení v oblasti umělé inteligence deseti milionům mladých lidí. Současně chce zavést bezplatnou online přípravu na různé výběrové zkoušky.

Při izraelských útocích v Libanonu zemřelo devět lidí

Izraelské vzdušné útoky na jižní Libanon si dnes ráno vyžádaly nejméně devět obětí, mezi nimiž byly nejméně tři děti a dvě ženy. Dnes o tom podle agentur AFP a AP informovaly libanonské ministerstvo zdravotnictví a místní média. Dalších nejméně 11 lidí utrpělo zranění. Podle libanonského prezidenta Josepha Aúna tím Izrael vyslal jasný vzkaz pokud jde o budoucí mírová jednání.

Silné zemětřesení v Indonésii zabilo nejméně 38 lidí

Indonésii zasáhlo v sobotu ráno silné zemětřesení o síle 7,7 stupně. Nejméně 38 lidí zemřelo a další utrpěli zranění. Otřesy poškodily domy, zdravotnická zařízení i silnice a vyvolaly varování před tsunami. Záchranáři se stále nedostali do oblasti nejblíže epicentru.

Obnova rašelinišť v Indonésii snížila riziko požárů

Rozsáhlé požáry rašelinišť v Indonésii ohrožují lesy, volně žijící zvířata i lidi. Jejich riziko výrazně roste během období sucha spojených s jevem El Niño. Výzkum nyní ukázal, že obnova poškozených rašelinišť může počet požárních ohnisek výrazně snížit.

Disney ukázal první záběry z hraného filmu Na vlásku

Disney představil první oficiální záběry z hrané verze oblíbené pohádky Na vlásku. Ukázka odhalila podobu Lociky, Flynna Ridera i matky Gothel. Film vstoupí do kin na jaře 2028.

Američané omezili nákupy. Tržby klesly nejvíce za více než rok

Americké maloobchodní tržby se v červenci meziměsíčně snížily o 0,6 procenta. Zaznamenaly největší pokles od května 2025, přestože ekonomové očekávali jejich mírný růst.

Luigi Mangione se před soudem přiznal k vraždě ředitele UnitedHealthCare Briana Thompsona

Luigi Mangione se přiznal k vraždě generálního ředitele zdravotní pojišťovny UnitedHealthcare Briana Thompsona. Osmadvacetiletý muž v pátek před federálním soudem na Manhattanu uvedl, že Thompsona 4. prosince 2024 zastřelil. K činu se přiznal v rámci dohody týkající se federálních obvinění ze stalkingu, který vedl ke smrti druhé osoby.

Chorvatské pobřeží zasáhl rozsáhlý požár. Jeden člověk zemřel

Rozsáhlý požár zasáhl chorvatské pobřeží nedaleko oblíbeného letoviska Omiš. Jeden člověk zemřel, 42 dalších utrpělo zranění a přibližně 1200 obyvatel a turistů muselo opustit ohroženou oblast.

Boxer Prichard Colón zemřel ve věku 33 let

Někdejší vycházející hvězda světového boxu Prichard Colón zemřel ve věku 33 let. Portorický reprezentant žil více než deset let s těžkým poškozením mozku, které utrpěl po opakovaných úderech do zátylku během zápasu ve Virginii. Jeho úmrtí oznámil otec Richard Colón, přesnou příčinu však neuvedl.

Trump zavedl až stoprocentní cla na drony, ty z EU budou platit 15 procent

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek podepsal výnos zavádějící až stoprocentní cla na dovoz bezpilotních letounů, uvedl Bílý dům. Dovoz dronů z Evropské unie, stejně jako z některých dalších zemí, bude podléhat 15procentní celní přirážce.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama