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

Izrael odmítá Trumpův mírový plán pro Gazu, oznámil premiér Netanjahu

Izraelský premiér Benjamin Netanjahu odmítl patnáctibodový plán amerického prezidenta Donalda Trumpa pro poválečné uspořádání Pásma Gazy. Prohlásil, že Izrael nestáhne své vojáky, dokud nebude palestinské hnutí Hamás skutečně odzbrojeno.

Vyčerpané české turisty v Rakousku zachraňovaly policejní vrtulníky

O dvou víkendových případech letecké záchrany vyčerpaných českých turistů v rakouských Alpách dnes informují rakouská média. Skupina čtyř českých turistů se ocitla v nouzi a na konci byla zcela vyčerpaná na túře pod rakouskou horou Traunstein. Češi přecenili své síly a slepě se spoléhali na aplikaci, píše dnes o sobotní události server Kronen Zeitung. Ve druhém případě policejní vrtulník v sobotu zachraňoval českou rodinu s vyčerpanou desetiletou dívkou na hoře Grosser Donnerkogel. Píše o tom server MeinBezirk.

České hotely ubytovaly 6,4 milionu hostů. Cizinci zůstávají hlavně v Praze

Cestovní ruch v Česku ve druhém čtvrtletí mírně rostl. Tuzemská ubytovací zařízení navštívilo 6,4 milionu lidí, meziročně o půl procenta více. Zahraniční turisté se však nadále soustřeďují především do Prahy, zatímco regiony spoléhají hlavně na domácí klientelu.

Zemřel otec Lionela Messiho Jorge. Synovi pomáhal v kariéře od jeho 14 let

Ve věku 68 let zemřel Jorge Messi, otec argentinské fotbalové hvězdy Lionela Messiho. Dlouhodobě se potýkal se zdravotními problémy. Zemřel v nemocnici ve svém rodném městě Rosario.

Filmová The Legend of Zelda údajně našla Ganondorfa

Připravovaná hraná adaptace herní série The Legend of Zelda má mít svého hlavního padoucha. Ganondorfa si podle médií zahraje australský herec Uli Latukefu, známý především ze seriálů Young Rock a Marco Polo. Obsazení však zatím nebylo oficiálně potvrzeno.

Húsíové tvrdí, že zasáhli saúdskoarabskou rafinerii na pobřeží Rudého moře

Jemenští Húsíové zasáhli rafinerii společnosti Aramco na saúdskoarabském pobřeží Rudého moře. Oznámil to dnes podle agentury AFP vojenský mluvčí povstalecké skupiny podporované Íránem. Húsíové tak pokračují v útocích z posledních týdnů na Saúdskou Arábii, zejména na ropnou infrastrukturu a tankery v Rudém moři.

Dva mrtvé si vyžádal ruský úder na Charkov, tři mrtvé nálet na Belgorod

Dva mrtvé a 12 raněných si v noci na dnešek vyžádal ruský útok na Charkov, zaměřený na obytné budovy. Oznámil to ráno starosta druhého největšího ukrajinského města Ihor Terechov. Téměř dvě desítky raněných měl za následek ruský útok na Oděsu a Dněpropetrovskou oblast, uvedly ukrajinské úřady. Tři lidé přišli o život a 25 utrpělo zranění při rozsáhlém náletu ukrajinských dronů na Belgorod na západě Ruska, upřesnil úřadující gubernátor regionu Alexandr Šuvajev, který původně informoval o 13 raněných, včetně dvou dětí.

Syn Joea Bidena promluvil o těžkém boji svého otce s rakovinou

Joe Biden podle svého syna svádí těžký boj s rakovinou prostaty. Hunter Biden v rozhovoru řekl, že se nemoc dál šíří a bývalému americkému prezidentovi způsobuje silné bolesti.

Senát USA schválil návrh, který má odvrátit shutdown před volbami do Kongresu

Senát Spojených států ovládaný republikány dnes schválil návrh zákona o dočasném financování federální vlády do 11. prosince. Cílem opatření je předejít před listopadovými volbami do Kongresu takzvanému shutdownu, tedy omezení chodu vlády v důsledku neschváleného financování. Píše o tom agentura Reuters.

Mezi zabitými po ruských útocích na Kyjev je i dítě

Nejméně tři lidé včetně jednoho dítěte zemřeli při nočních ruských útocích na Kyjev a jeho okolí. Další tři lidé utrpěli zranění. Podle ukrajinských úřadů Rusové použili mimo jiné balistické rakety.

Tisza nominovala na maďarského prezidenta bývalého šéfa nejvyššího soudu

Maďarská vládní strana Tisza vybrala bývalého předsedu nejvyššího soudu Andráse Baku za svého kandidáta na prezidenta, informovaly tiskové agentury. Očekává se, že András Baka bude v úterý zvolen v parlamentu novou hlavou státu.

Dron pronikl do bulharského vzdušného prostoru, explodoval kilometr od plynovodu

Dron dnes vnikl z Rumunska do bulharského vzdušného prostoru a explodoval poblíž plynovodu. Oznámil to dnes podle tiskových agentur bulharský premiér Rumen Radev. Dron podle něj nesl velké množství výbušnin, píše agentura DPA.

Ukrajinské drony opět zaútočily na ruské rafinérie, úřady informují o raněných

Ukrajinské drony opět zaútočily na ilskou rafinérii na jihu evropského Ruska. V podniku vypukl požár, nálet si vyžádal pět raněných, informoval krizový štáb Krasnodarského kraje. Další dva lidi zranil dron v Zadonsku na Donu, oznámil gubernátor Lipecké oblasti Igor Artamonov. Ruské úřady informovaly o zničení stovek ukrajinských dronů během uplynulé noci. Ukrajinské drony podle Kyjeva zasáhly rafinérie v Ilsku a v Syzrani.

Mořské řasy zaplavují Karibik a ohrožují pobřeží i cestovní ruch

Karibské pobřeží, Mexický záliv i část Atlantiku letos zasáhl mimořádně rozsáhlý výskyt hnědých mořských řas rodu sargassum. Na plážích se hromadí miliony tun biomasy, která po vyplavení rychle zahnívá, zhoršuje kvalitu vody, omezuje život mořských organismů a zároveň působí značné problémy turistickým oblastem závislým na návštěvnících.

Tajfun Dolphin na jihu Japonska zranil šest lidí, 50.000 domů je bez proudu

Tajfun Dolphin zasáhl na jihu Japonska prefektury Okinawa a Kagošima, kde zranil šest lidí a více než 50.000 domů připravil o dodávky elektřiny. Na příchod tajfunu se kvůli riziku záplav a sesuvů půdy v důsledku předpovídaných prudkých srážek připravují také na východním pobřeží Číny, kde úřady uzavřely školy a turisty vyhledávaná místa, uvedly tiskové agentury.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama