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

Texas žaluje Netflix za to, že bez souhlasu sbírá data uživatelů včetně dětí

Společnost Netflix čelí v Texasu žalobě, kterou podal generální prokurátor Ken Paxton. Ten viní streamovací společnost z neoprávněného sběru dat o dětech i dospělých a používání „návykových“ prvků, které mají uživatele udržet co nejdéle na platformě.

Americký Senát chystá velkou regulaci kryptoměn

Americký Senát tento týden řeší návrh zákona CLARITY Act, který má poprvé jasně nastavit pravidla pro trh s kryptoměnami a digitálními aktivy.

Zelenskyj není předmětem vyšetřování, řekl šéf ukrajinské protikorupční agentury

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj momentálně není předmětem žádného vyšetřování Národního protikorupčního úřadu Ukrajiny (NABU), řekl dnes podle médií šéf této agentury Semen Kryvonos. Učinil tak poté, co úřady v pondělí sdělily bývalému vlivnému šéfovi Zelenského prezidentské kanceláře Andriji Jermakovi, že jej podezírají z praní špinavých peněz.

Těžba písku se stává globálním ekologickým problémem

Písek patří k nejvíce využívaným surovinám na planetě. Používá se při výrobě betonu, skla nebo při rozsáhlých stavebních projektech. Jeho těžba ale v mnoha částech světa začíná vytvářet vážné ekologické problémy.

Dva lidé bojují o život po střelbě v Cambridge

Dva lidé utrpěli kritická zranění po střelbě na rušné silnici v americkém Cambridge ve státě Massachusetts. Ozbrojený muž začal v pondělí odpoledne střílet do projíždějících aut poblíž řeky Charles nedaleko Harvardovy univerzity a Massachusettského technologického institutu.

Při výbuchu bomby na tržišti v Pákistánu zahynulo deset lidí

Osm civilistů a dva policisté dnes zahynuli při výbuchu bomby na tržišti v okrese Lakki Marvat na severozápadě Pákistánu. Podle agentury Reuters to sdělil vysoce postavený policejní důstojník Sadžád Chán. Místní nemocnice přijala 37 pacientů, z nichž někteří jsou v kritickém stavu.

Zlatý mobil Trump Phone T1 se stále nedostal k zákazníkům

Zlatý smartphone Trump Phone T1 měl být jedním z nejvýraznějších technologických projektů spojených se jménem amerického prezidenta Donalda Trumpa. Téměř rok po oznámení ale zákazníci stále nemají ani telefon, ani termín vydání. Přesto už firma vybrala desítky milionů dolarů na zálohách.

Starmer i přes výzvy k odchodu sdělil ministrům, že zůstává britským premiérem

Keir Starmer na dnešním zasedání sdělil členům svého kabinetu, že zůstává ve funkci, oznámil úřad britského předsedy vlády. Labouristická strana disponuje procesem pro volbu nového předsedy, a ten nebyl iniciován, dodal premiér. List The Telegraph napsal, že šest předních ministrů na zasedání premiéra vyzve, aby po katastrofálních výsledcích místních voleb z minulého týdne odstoupil z funkce.

Rusko a Ukrajina po příměří informovaly o obnovení dronových útoků nepřítele

Rusko se rozhodlo ukončit částečný klid zbraní, který trval několik dní, uvedl dnes ráno na síti X ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Ruská armáda podle něj v noci zaútočila na Ukrajinu více než 200 bezpilotními letouny a na frontě shodila přes 80 leteckých bomb. Ukrajinské úřady informují o nejméně čtyřech zabitých. Moskva naopak podle státní agentury TASS oznámila, že za poslední den bylo zničeno přes 100 ukrajinských dronů a že po skončení dočasného příměří ruské síly obnovily boje proti Ukrajině.

Trump chce pozastavit daň z pohonných hmot

Americký prezident Donald Trump v pondělí avizoval dočasné pozastavení federální daně z benzinu. Důvodem jsou rostoucí ceny u čerpacích stanic kvůli válce s Íránem a zablokované dopravě v Hormuzském průlivu. Toto opatření, které navíc vůbec nemusí projít hlasováním v Kongresu, však spotřebitelům výraznou úlevu nepřinese.

Pro útočníky ze 7. října trest smrti? Izrael schválil zvláštní tribunál

Stovky ozbrojenců palestinské teroristické organizace Hamás, obviněné z válečných zločinů během útoku ze 7. října 2023 na Izrael, mohou čelit trestu smrti. Židovský stát v pondělí schválil zřízení zvláštního vojenského tribunálu pro stíhání jejich případů. Koncem března navíc izraelský parlament schválil zákon, který umožňuje soudům udělovat Palestincům odsouzeným za terorismus trest smrti.

Pistorius v Kyjevě jednal o společném vývoji a výrobě dronů

Německý ministr obrany Boris Pistorius přijel včera na předem neohlášenou návštěvu Ukrajiny. V Kyjevě po jednání s prezidentem Volodymyrem Zelenským a svým protějškem Mychajlem Fedorovem oznámil, že Německo a Ukrajina hodlají společně vyvíjet a vyrábět drony různých kategorií. Kyjev a Berlín budou spolupracovat na šesti různých obranných projektech - a to je teprve začátek, prohlásil před novináři po schůzce Zelenskyj.

Trumpa budou na návštěvě Číny doprovázet Musk a šéfové Applu a Boeingu

K americkému prezidentovi Donaldu Trumpovi se tento týden na jeho návštěvě Číny připojí 17 šéfů významných amerických podniků, informuje server BBC s odvoláním na představitele Bílého domu. V podnikatelské delegaci podle něj bude například šéf automobilky Tesla a kosmické společnosti SpaceX Elon Musk či šéfové společností Apple, Boeing, Visa, JP Morgan, Cargill, BlackRock a další.

Trump vážně zvažuje, že by z Venezuely udělal 51. americký stát

Americký prezident Donald Trump vážně zvažuje, že by z Venezuely udělal 51. americký stát, uvedl na X zpravodaj televize Fox News John Roberts. Venezuelská prozatímní prezidentka Delcy Rodríguez ale v Haagu uvedla, že se nikdy nepřemýšlelo o tom, že by se její země stala součástí USA.

Australská policie zřejmě našla tělo trojnásobného vraha hledaného od ledna

Policie v australském státě Nový Jižní Wales pravděpodobně našla tělo Juliana Ingrama, muže podezřelého z lednové trojnásobné vraždy v malém městečku Lake Cargelligo, asi 450 kilometrů západně od Sydney.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama