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 kritizoval Izrael za útok v Bejrútu, čeká brzký podpis dohody s Íránem

Americký prezident Donald Trump dnes vyzval Izrael k zastavení úderů v Libanonu, útočit by podle něj neměla ani druhá strana. Uvedl rovněž, že dohoda, která by zajistila mír v regionu, je velmi blízko. V rozhovoru se serverem Axios pak kvůli dnešnímu útoku v Bejrútu ostře kritizoval izraelského premiéra Benjamina Netanjahua a použil i vulgarismy. Prohlásil také, že podpis dohody s Íránem očekává během několika hodin.

New York Knicks získali titul NBA po 53 letech

New York Knicks ukončili více než půlstoletí čekání na mistrovský titul v NBA. V pátém finálovém utkání porazili na palubovce San Antonia Spurs 94:90, celou sérii ovládli 4:1 na zápasy a získali třetí titul v klubové historii. Hlavní postavou triumfu se stal kapitán Jalen Brunson, který v rozhodujícím zápase nastřílel 45 bodů a převzal cenu pro nejužitečnějšího hráče finále.

Portugalští fotbalisté budou na MS nosit náramky na památku Dioga Joty

Portugalská reprezentace uctí během mistrovství světa památku Dioga Joty. Hráči budou po celý turnaj nosit speciální náramky, které jim předal premiér Luís Montenegro. Podle záložníka Vitinhy jde o osobní připomínku spoluhráče, jehož smrt tým ani po roce nepřestal bolet.

Britské síly se v Lamanšském průlivu zmocnily tankeru z takzvané stínové flotily

Britské síly se dnes ráno v Lamanšském průlivu zmocnily tankeru z takzvané stínové flotily, která se podílí na vývozu sankcionované ruské ropy. S odvoláním na britské ministerstvo obrany o tom informovala agentura Reuters.

Švýcaři podle předběžných odhadů odmítli strop pro počet obyvatel

Švýcarští voliči podle prvních projekcí odmítli návrh, který měl zastavit růst populace na hranici 10 milionů obyvatel. Země se tak vyhnula sporu s Evropskou unií, plán by totiž mohl ohrozit volný pohyb pracovníků a tím i přístup Švýcarska na klíčový evropský trh.

Ukrajinské drony zasáhly sklady paliv v ruské Jaroslavské oblasti

V ruské Jaroslavské oblasti dnes vypukl požár poté, co ukrajinské drony zasáhly místní sklady paliv, uvedl gubernátor této správní jednotky Michail Jevrajev na telegramu. Podle ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského zasáhly ukrajinské bezpilotní drony v této ruské centrální části ropné zařízení. Dodal, že ukrajinské drony zasáhly také chemickou továrnu v Tulské oblasti, která se nachází nedaleko od Moskvy.

Trump oslaví 80. narozeniny show smíšených bojových umění u Bílého domu

Americký prezident Donald Trump dnes oslaví 80. narozeniny zápasnickou show smíšených bojových umění na jižním trávníku Bílého domu. Před zraky více než 4000 diváků se v oktagonu odehraje sedm zápasů. Agentura AP akci označuje za dříve nepředstavitelnou. Po celých Spojených státech se zároveň odehrají protesty proti Trumpovi pod heslem No Kings (Žádní králové).

Měla zažít adrenalinový skok, místo toho přišla tragédie. Obsluha ji podle médií nepřipojila k lanu

Tragédie při extrémní atrakci otřásla Brazílií. Jednadvacetiletá Maria Eduarda Rodrigues de Freitas zemřela při rope jumpu ve městě Limeira ve státě São Paulo. Podle médií ji obsluha měla pustit z mostu, aniž by byla správně připojená k bezpečnostnímu lanu.

Írán zatím nepřijal definitivní rozhodnutí, jestli podepíše dohodu s USA

Írán zatím nepřijal definitivní rozhodnutí, jestli podepíše dohodu se Spojenými státy, napsala dnes íránská polooficiální agentura Fars s odvoláním na dobře informovaný zdroj blízký vyjednávacímu týmu. Informuje o tom agentura AFP. Americký prezident Donald Trump v sobotu uvedl, že dohoda má být podepsána dnes. Agentura Reuters dnes napsala, že návrh dohody počítá mimo jiné s okamžitým otevřením Hormuzského průlivu či ukončením americké blokády íránských přístavů.

Proč je ochrana kvetoucích rostlin zásadní pro naši budoucnost

Kvetoucí rostliny bývají vnímány hlavně jako ozdoba zahrad a krajiny. Ve skutečnosti ale patří k nejvýznamnějším hybatelům života na Zemi. Právě jejich nástup před více než 130 miliony let odstartoval prudký rozvoj biologické rozmanitosti a vznik ekosystémů, které dnes považujeme za samozřejmé. Právě kvetoucí rostliny stály u zrodu ekosystémů, jako jsou deštné pralesy, savany nebo prérie.

Počet potvrzených případů eboly v Kongu vzrostl na 710, téměř 150 lidí zemřelo

Počet potvrzených případů eboly v Kongu vzrostl na 710, přičemž na nemoc už zemřelo 149 lidí. S odkazem na vládní údaje to dnes napsala agentura Reuters. K minulé neděli bylo v Kongu 550 potvrzených případů a úřady hlásily 101 obětí.

Seth Rogen neplánuje další spolupráci s Jamesem Francem

Seth Rogen znovu odmítl možnost, že by v budoucnu pracoval s Jamesem Francem. Dvojice patřila roky k nejznámějším komediálním párům Hollywoodu, jejich profesní i osobní vztah se ale po obviněních vůči Francovi přerušil.

Zimbabwe dostává kryptoměny pod dohled úřadů

Zimbabwe zavádí první samostatná pravidla pro firmy pracující s kryptoměnami. Vláda chce dostat dosud převážně neformální trh pod dohled úřadů a zavádí povinnou registraci i roční poplatek. Změna přichází v době, kdy se kryptoměny v Africe využívají stále častěji.

Pohřeb zavražděné dívky ve Francii doprovázely protesty proti selhání úřadů

Ve francouzském městečku Fleurance se v pátek konal pohřeb jedenáctileté Lyhanny, jejíž vražda otřásla celou zemí. Smutečního obřadu se kromě rodiny zúčastnily stovky místních obyvatel. Před radnicemi v regionu Gers vlály vlajky na půl žerdi a starostové vyzvali veřejnost k pietním shromážděním na podporu dívčiny rodiny.

Na sto tisíc lidí přišlo na první pochod komunity LGBT+ v Tel Avivu od roku 2023

Na sto tisíc lidí se v pátek v Tel Avivu podle místních úřadů účastnilo takzvaného pochodu hrdosti komunity LGBT+, šlo o první Pride parade v Tel Avivu od října 2023, kdy útokem teroristického hnutí Hamás začala válka v Pásmu Gazy. Informoval o tom server The Times of Israel (ToI). Některým lidem policie zabránila v účasti na tomto pochodu, protože přišli s protivládními symboly.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama