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 chce vyřadit Jihoafrickou republiku a Rwandu z obchodního programu

Americký prezident Donald Trump oznámil Kongresu záměr vyřadit Jihoafrickou republiku a Rwandu z preferenčního obchodního programu AGOA, který umožňuje africkým zemím vyvážet tisíce druhů zboží do Spojených států bez cel. Opatření by mělo vstoupit v platnost 1. ledna 2027. Washington jako důvod uvádí překážky americkému obchodu a investicím, ale také bezpečnostní a zahraničněpolitické výhrady vůči oběma zemím.

Indii během týdne zasáhl druhý cyklon. Úřady plánují evakuaci 30 tisíc lidí

Východní pobřeží Indie v úterý 3. listopadu zasáhl silný cyklon Murasu, který přinesl prudký vítr, vydatné srážky a záplavy. Úřady zahájily rozsáhlé evakuace a plánují přesunout do bezpečí přibližně 30 tisíc obyvatel. Oblast se přitom stále vzpamatovává z předchozí bouře, která minulý týden připravila o život nejméně šest lidí.

Investiční boom kolem AI znepokojuje trhy. Ekonomové varují před rizikem další krize

Umělá inteligence v posledních letech pomáhala světovým akciovým trhům dosahovat rekordních hodnot. Obrovské investice technologických společností však začínají vyvolávat pochybnosti, zda se dokážou dostatečně rychle vrátit. V kombinaci s rostoucím zadlužením, vysokými úrokovými sazbami a geopolitickým napětím by případný propad technologického sektoru mohl ohrozit širší světovou ekonomiku.

Muskova AI narazila na vysoké provozní náklady. Musel ji omezit

Předplatitelé služby Grok Bot si v poslední době stěžují na rychlé vyčerpání týdenního limitu. Miliardář Elon Musk na své sociální síti X v reakci na to napsal, že byl nucen svého agenta umělé inteligence (AI) omezit kvůli vysokým provozním nákladům. Ještě v říjnu přitom tvrdil, že Grok Bot je nejrychleji rostoucím produktem, jaký kdy viděl.

Stromy podél řek mohou chránit lososy před oteplováním vody

Obnova stromů na březích řek může pomoci lososům obecným zvládat horká léta. Výzkum na kanadské řece Dartmouth ukázal, kde by výsadba nejvíce omezila sluneční záření dopadající na vodu. Další tým hledal způsob, jak odhadnout velikost chladnějších míst, která rybám poskytují ochranu při vysokých teplotách.

USA tajně zaútočily na ostrov Kešm. Mluví o sebeobraně

Americká armáda provedla omezené údery na íránský ostrov Kešm v Hormuzském průlivu. O útoku informovaly americké zdroje pod podmínkou anonymity. Potvrdila je také íránská média. Jednalo se o jeden z řady menších úderů z posledních týdnů, které USA tajily, aby konflikt v době zpráv o možných rozhovorech neeskalovaly.

Američané jdou k volbám. Zuří, ale demokratům to vítězství nezaručuje

Americký prezident Donald Trump, který v uplynulém desetiletí pozoruhodně transformoval americkou politiku, čelí výzvě v podobě kongresových voleb. Možné vítězství demokratů by mohlo zkomplikovat zbývající dva roky jeho vlády. Zatímco ve Sněmovně mají velkou šanci získat většinu, souboj o Senát bude napínavější.

Ruské bomby zasáhly centrum humanitární pomoci na Ukrajině. Zemřelo 26 lidí

Nejméně 26 lidí zahynulo při pondělním ruském bombardování vesnice Komyšuvacha v Záporožské oblasti na jihovýchodě Ukrajiny. Útok zasáhl školu, která sloužila jako centrum pro distribuci humanitární pomoci a úkryt pro místní obyvatele. Mezi oběťmi jsou také záchranáři a policisté.

Chladicí zařízení v Evropě zasáhl kybernetický útok, Brusel mluví o záměru

Desítky supermarketů v Belgii, Lucembursku, Švédsku, Irsku a Estonsku dnes mají kvůli kybernetickému útoku problémy s mrazáky a lednicemi, informují tiskové agentury. Týká se to řetězců firem Ahold Delhaize, Carrefour, Spa či IKEA. Eurokomisař Christophe Hansen to označil za promyšlený útok na zásobování potravinami v Evropské unii a belgická prokuratura zahájila vyšetřování trestného činu, píše agentura Reuters.

Ceny ropy před americkými volbami v Kongresu prudce klesají. USA i Írán vyjadřují ochotu jednat

Ceny ropy klesly poté, co USA s Íránem naznačily ochotu vyřešit probíhající konflikt diplomatickou cestou. Roli v tom hrají i blížící se volby v Kongresu, v nichž mají reálnou šanci zvítězit demokraté. Důvěra ve vyhlídky na příměří na Blízkém východě a na Ukrajině však zůstává slabá.

KOMENTÁŘ: Hackeři vyrabovali kryptoměnovou burzu a vzali si 6,3 miliardy dolarů. Využili této chyby

Loni si odnesli 1,5 miliardy dolarů z burzy Bybit, teď podle FBI hackeři ze skupiny TraderTraitor (též známé jako Lazarus) udeřili znovu. Obětí se stala Binance, největší kryptoměnová burza světa. Škody? 6,3 miliardy dolarů. Jde tak o největší útok na burzu v dějinách digitálních mincí. Vedle dalších faktorů za něj mohla i lidská hloupost.

Belgický premiér podal demisi kvůli sporům o rozpočet, král ji zatím nepřijal

Belgický premiér Bart De Wever dnes nabídl králi Philippovi svou demisi poté, co se jeho koaliční vláda neshodla na podobě škrtů v rozpočtu na příští rok. Panovník rezignaci předsedy vlády zatím nepřijal a hodlá se v nejbližších dnech sejít s lídry dalších koaličních stran, informují belgická média. Jádrem sporu, který ohrožuje složitě sestavenou vládu pěti stran, je snižování veřejných výdajů. To prosazuje premiérova pravicově nacionalistická Nová vlámská aliance (N-VA) a frankofonní liberální Reformní hnutí (MR). De Wever chce ušetřit až deset miliard eur (243 miliard korun), a to například prostřednictvím snížení výdajů na zdravotní péči. To však v několik měsíců trvajících rozhovorech odmítaly levicové a centristické koaliční strany, které naproti tomu navrhovaly například zvýšení majetkových daní nepřijatelné pro pravici. Premiér dnes dopoledne dorazil do královského paláce v Bruselu, kde strávil více než hodinu, než bez komentáře odjel. "Král se svým rozhodnutím čeká a od zítřka (úterka) zahájí konzultace s lídry stran, které jsou součástí většinové koalice," uvedl poté podle listu La Libre králův úřad. De Weverův kabinet vládne od loňského února, kdy se vlámský nacionalista chopil premiérské funkce po sedmi měsících vyjednávání, které je v zemi rozdělené na vlámskou a valonskou část tradičně složité. Král dal podle médií svým rozhodnutím premiérovi poslední šanci na dojednání rozpočtového kompromisu. Pokud De Wever neuspěje, může panovník pověřit další strany vytvořením nové koalice, případně rovnou vyhlásit nové volby.

Vědci objevili způsob, jak urychlit obnovu poškozených korálů

Obnovu vybělených korálů by mohl výrazně urychlit nový postup, který vyvinuli vědci ze Stanfordovy univerzity. Stačí, aby se po několik dní dotýkaly zdravých, geneticky shodných korálů. Při laboratorních pokusech se poškozené korály zcela zotavily během sedmi týdnů. Nový poznatek by mohl pomoci při obnově korálových útesů ohrožených oteplováním oceánů.

Soukromé letadlo na Floridě se zřítilo přímo na rušnou silnici. Všichni na palubě zemřeli

Jako by na vozovku dopadla raketa. Soukromý tryskáč se v neděli odpoledne zřítil na rušnou silnici v obytné oblasti v americkém státě Florida. Všech devět lidí na palubě zahynulo. Příčina havárie není jasná, stroj krátce předtím prolétal bouřkou. Zabývá se tím Federální úřad pro civilní letectví (FAA).

Hackeři ukradli z Binance 137 miliard korun. FBI ukazuje na Severní Koreu

Největší kryptoměnovou burzu světa Binance zasáhl rekordní hackerský útok, při kterém útočníci odcizili digitální aktiva v hodnotě 6,3 miliardy dolarů, tedy přibližně 137 miliard korun. Americká FBI krádež připsala hackerské skupině napojené na Severní Koreu. Binance mezitím obnovila výběry kryptoměn a slíbila, že veškeré ztráty pokryje z vlastních prostředků.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama