-4.2 C
Czech
Pátek 23. ledna 2026
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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Soud propustil na kauci majitele baru, v němž ve Švýcarsku na Nový rok hořelo

Soud ve švýcarském kantonu Valais dnes po složení kauce nařídil propuštění Jacquesa Morettiho, který spoluvlastní bar v lyžařském středisku Crans-Montana, v němž v noci na Nový rok vypukl požár a připravil o život 40 lidí. Informují o tom agentury. Moretti spolu s manželkou Jessicou Moretti, která je zároveň spolumajitelkou baru, čelí podezření ze zabití z nedbalosti.

Google a Epic Games mají tajnou dohodu za 800 milionů dolarů

Google a Epic Games uzavřely novou dohodu kolem Androidu, Fortnite a Unreal Engine, přičemž značná část podmínek má zůstat neveřejná. Partnerství se objevilo při soudním jednání v San Francisku, kde se řešilo urovnání dlouhého antimonopolního sporu mezi oběma firmami. Federální soudce James Donato během slyšení naznačil, že spolupráce může zahrnovat společný vývoj a marketingové závazky a že Epic má pomáhat s propagací Androidu, zatímco Google má nově využívat klíčovou technologii Epicu.

Jednání s USA o Grónsku brzy začnou, oznámil dánský ministr zahraničí Rasmussen

Jednání o Grónsku se Spojenými státy brzy začnou. Dnes to podle agentury AFP oznámil dánský ministr zahraničí Lars Løkke Rasmussen. Americký prezident Donald Trump v posledních dnech opakovaně hovořil o nezbytnosti získat Grónsko pro bezpečnost USA, ve středu se ale s generálním tajemníkem Severoatlantické aliance Markem Ruttem dohodl na rámci dohody o budoucnosti tohoto arktického ostrova a posílení bezpečnosti v celé arktické oblasti.

Španělsko se nepřipojí k Radě míru Donalda Trumpa, uvedl premiér Sánchez

Španělsko se nepřipojí k Radě míru amerického prezidenta Donalda Trumpa, informovala agentura Reuters. Podle španělského premiéra Pedra Sáncheze iniciativa není v souladu se závazkem Španělska k mezinárodnímu právu, OSN a multilateralismu. Rada míru má být podle Trumpových představ mezinárodní organizací, která pomůže zprostředkovat a monitorovat příměří, organizovat bezpečnostní opatření a koordinovat obnovu v místech zpustošených válkou.

Cena zlata trhá rekordy, překonala hranici 4900 dolarů za unci

Cena zlata ve čtvrtek poprvé překonala hranici 4900 dolarů za unci (101 200 korun), napsal server Mint. K zájmu investorů o zlato přispívá geopolitické napětí, oslabení amerického dolaru a letošní očekávané snížení úrokových sazeb Federálním rezervním systémem (Fed). Americká ekonomika zůstává na trajektorii silného růstu.

Na jednání s Ruskem a USA v Abú Zabí se bude mluvit o území, řekl Zelenskyj

Na jednání se zástupci Spojených států a Ruska v Abú Zabí se bude mluvit o územních otázkách. Dnes to podle agentur řekl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Hotová je podle něj také dohoda se Spojenými státy o bezpečnostních zárukách pro Ukrajinu.

Vojáci NATO v Afghánistánu se vyhýbali boji, blouznil Trump

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek v rozhovoru s televizí Fox News prohlásil, že jednotky Severoatlantické aliance (NATO) v Afghánistánu se držely za frontovou linií, a nezúčastnily se tedy bojů. Opět zpochybnil efektivitu aliance a to, zda by přišla Spojeným státům v případě nouze na pomoc. Vyvolal tím ostré reakce.

Ukrajinské drony zasáhly sklad paliv v hloubi Ruska

Ukrajinské drony během noci zasáhly sklad pohonných hmot ve městě Penza, ležícím asi 700 kilometrů východně od Moskvy. Ve skladu vypukl požár, ale nálet se podle předběžných údajů obešel bez mrtvých a raněných, informoval gubernátor Penzenské oblasti Oleg Melničenko. Ukrajinský Kryvyj Rih ve čtvrtek zažil nejdelší útok od začátku ruské invaze na Ukrajinu, trval skoro celý den.

Trump stáhl pozvánku Kanady do své Rady míru

Americký prezident Donald Trump zrušil Kanadě pozvánku do svého nového projektu „Board of Peace“, který má podle něj pomáhat řešit globální konflikty. Otočil přitom během pár dní. Ještě minulý týden kanadská strana tvrdila, že pozvání přišlo a premiér Mark Carney ho plánuje přijmout.

Íránské revoluční gardy varují USA a Izrael, že jsou připraveny jednat

Šéf íránských revolučních gard Mohammad Pakpúr dnes varoval Washington, že jeho bezpečnostní složky mají po několika týdnech protestů a represí v Íránu "prst na spoušti" a jsou připraveny vykonat rozkazy íránského nejvyššího duchovního vůdce Alího Chameneího. Podle agentury AFP tím jen Írán přilévá olej do ohně v době, kdy americký prezident Donald Trump na Světovém ekonomickém fóru v Davosu uvedl, že Teherán je otevřený vyjednávání s Washingtonem.

Územní otázky zůstávají nevyřešeny, řekl Zelenskyj před ohlášeným jednáním v SAE

Nadcházejících trojstranných jednání ve Spojených arabských emirátech (SAE) se zúčastní diplomatičtí a vojenští představitelé, přičemž ukrajinskou delegaci povede hlavní vyjednavač Rustem Umerov. Novinářům to ve švýcarském Davosu řekl ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj, který jen o něco dříve konání schůzky mezi zástupci USA, Ukrajiny a Ruska oznámil. Zelenskyj se dnes v Davosu asi na hodinu setkal s americkým prezidentem Donaldem Trumpem.

OSN varuje před dlouhodobým nedostatkem vody ve světě

Voda byla dlouho považována za samozřejmý zdroj. Nová zpráva OSN ale varuje, že tento předpoklad přestává platit. Svět se podle odborníků dostal do fáze, kdy už nejde jen o krizi, ale o trvalý problém s hlubokými dopady.

Trumpovi vyslanci Witkoff a Kushner v Kremlu jednají s Putinem

Ruský prezident Vladimir Putin v Kremlu jedná se zvláštním vyslancem amerického prezidenta Donalda Trumpa Stevem Witkoffem a Trumpovým zetěm Jaredem Kushnerem, informuje agentura TASS. Schůzka se týká možností ukončení války na Ukrajině, již Rusko na rozkaz šéfa Kremlu rozpoutalo v únoru 2022.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama