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

Útok na předměstí Bejrútu: Izrael hlásí zabití velitele Hizballáhu

Izrael ve čtvrtek oznámil, že při středečním úderu na jižní předměstí Bejrútu zabil Ahmada Gháliba Balúta, velitele elitních jednotek Radván libanonského hnutí Hizballáh. Šlo o první izraelský útok na libanonskou metropoli od dohody o příměří z minulého měsíce.

Do Lotyšska pronikly dva drony z Ruska, jeden poškodil sklad ropy

Ve čtvrtek ráno do lotyšského vzdušného prostoru pronikly z ruského území dva drony, které se následně zřítily ve východním regionu Latgalsko. Jeden z nich dopadl v Rēzekne, zhruba 40 kilometrů od hranice s Ruskem, kde poškodil skladovací areál s nádržemi na ropu.

Norský chov lososů zatěžuje fjordy odpadem

Norské rybí farmy vypouštějí do fjordů a dalších pobřežních vod velké množství dusíku, fosforu a organického odpadu. Nová analýza upozorňuje, že znečištění z akvakultury odpovídá nečištěným splaškům od desítek milionů lidí ročně. Pro zemi, která je největším producentem chovaného lososa na světě, jde o nepříjemnou ekologickou vizitku.

Izrael bez varování zaútočil na Bejrút

Izraelská armáda dnes večer zasáhla jižní předměstí Bejrútu. Podle libanonské agentury NNA útok dopadl na hustě obydlenou oblast v libanonské metropoli. Izrael podle agentury AFP zaútočil bez předchozího varování poprvé od příměří, které vstoupilo v platnost 16. dubna.

Macron hovořil s íránským prezidentem o Hormuzském průlivu

Írán by měl využít příležitosti, kterou nabízí mnohonárodní mise pro Hormuzský průliv vedená Francií a Británií. V telefonickém rozhovoru to dnes francouzský prezident Emmanuel Macron řekl svému íránskému protějšku Masúdu Pezeškjánovi. Podle Macrona by Teherán i Washington měly koordinovaně přispět k obnovení volné plavby v průlivu a jeho okolí. Francie dnes oznámila, že v rámci příprav na misi zaměřenou na zajištění svobody plavby vysílá do Rudého moře letadlovou loď Charles de Gaulle.

Trump Íránu opět hrozí bombardováním, chce otevření Hormuzského průlivu

Americký prezident Donald Trump dnes na své sociální síti znovu pohrozil Íránu bombardováním, pokud Teherán neuzavře dohodu, jež povede k otevření Hormuzského průlivu. Bulvárnímu deníku New York Post šéf Bílého domu mezitím řekl, že je příliš brzy na jeho přímá osobní jednání s Teheránem.

Hantavirus na výletní lodi: WHO potvrdila osmý případ, pacient je ve Švýcarsku

Světová zdravotnická organizace ve středu potvrdila osmý případ hantaviru spojený s výletní lodí MV Hondius, která kotví u Kapverd. Tři lidé s nákazou zemřeli, jeden pacient je v kritickém stavu a tři mají mírné příznaky.

Gibraltar vypouští splašky přímo do Středozemního moře

Gibraltar stále nemá čistírnu odpadních vod. Splašky od téměř 40 tisíc obyvatel, firem a institucí proto míří bez čištění přímo do Středozemního moře. Britské zámořské území tak dlouhodobě čelí problému, který by v Evropě působil jako relikt minulého století.

KOMENTÁŘ: Trpaslík chce koupit giganta. Firma GameStop píše další neuvěřitelný příběh

Společnost GameStop, která se soustředí na prodej videoher, se během covidu neuvěřitelným způsobem zapsala do dějin investování. Teď se znovu pokouší o husarský kousek – chce koupit firmu eBay, která je přitom mnohem hodnotnější, a konkurovat tak Amazonu.

Trump: USA dočasně přestanou chránit lodě v Hormuzském průlivu

Spojené státy nakrátko přerušují operaci, při níž v Hormuzském průlivu doprovázely a chránily lodě ohrožované íránskou blokádou. Uvedl to americký prezident Donald Trump, podle něhož jsou důvodem aktuální velmi pokročilá jednání s Íránem a snaha dosáhnout dohody. Americká blokáda íránských přístavů však pokračuje, dodal Trump. Bílý dům se podle serveru Axios domnívá, že uzavření dohody o jednostránkovém memorandu o porozumění je na dosah, přičemž odpověď Teheránu na několik klíčových bodů by mohla přijít do 48 hodin.

Cole Allen podezřelý z pokusu o atentát na Trumpa čelí dalšímu obvinění

Muž z Kalifornie Cole Tomas Allen, který se podle vyšetřovatelů pokusil zavraždit prezidenta Donalda Trump během slavnostní večeře ve Washingtonu, čelí novému obvinění. Prokuratura jej nově viní z napadení amerického úředníka smrtící zbraní.

Ukrajinské úřady informují o mrtvých a raněných po ruských útocích

Nejméně čtyři lidé byli zabiti a dalších 19 utrpělo zranění při ruských útocích na Dněpropetrovskou oblast na jihovýchodě Ukrajiny, informovali dnes záchranáři. V Sumské oblasti na severovýchodě země ruský dron zaútočil na civilní automobil: pasažérku zabil, řidič vyvázl se zraněním, uvedl náčelník oblastní správy Oleh Hryhorov.

V Hormuzském průlivu byla napadena kontejnerová loď

Kontejnerová loď francouzské rejdařské společnosti CMA CGM se stala terčem útoku při průjezdu Hormuzským průlivem. Incident se odehrál v úterý a podle firmy si vyžádal zranění členů posádky i škody na plavidle.

Německá policie podnikla razie proti mladým pravicovým extremistům

Německá policie dnes brzy ráno podnikla razie proti pravicovým extremistům ve 12 ze 16 spolkových zemí. Podle generálního státního zastupitelství je v případu 36 obviněných, kteří čelí podezření ze založení či členství v organizované zločinecké skupině. Akce je zaměřená proti členům neonacistických mládežnických skupin Jung und Stark (Mladí a silní) a Deutsche Jugend Voran (Německá mládež vpřed).

Premiér Carney jmenoval Arbour kanadskou generální guvernérkou

Kanadský premiér Mark Carney jmenoval novou generální guvernérkou Kanady bývalou komisařku OSN pro lidská práva a soudkyni nejvyššího soudu Louise Arbourovou. Její nominace má podle premiéra reflektovat důležitost globálních institucí. Napsal o tom zpravodajský server The Guardian.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama