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

Nová rumunská vláda nezískala v parlamentu důvěru, prezident udělá další pokus

Nová rumunská vláda designovaného premiéra Siegfrieda Murešana v dnešním hlasování parlamentu nezískala důvěru. Píší to agentury. Kabinet získal jen 182 z 233 hlasů nutných pro to, aby mohl nastoupit do funkce. V zemi tak pokračuje politická krize. Prezident Nicušor Dan, který je dnes na návštěvě v České republice, sdělil, že učiní další pokus a jmenuje nového designovaného premiéra.

CSG slaví další úspěch v Evropě, Lotyšsko vsadilo na houfnice Morana

Zástupci lotyšského ministerstva obrany, slovenské vlády a české společnosti Tatra Defence Systems, která je součástí strojírensko-zbrojařského holdingu Czechoslovak Group (CSG), dnes podepsali třístrannou dohodu o dodávce houfnic Morana pro lotyšskou armádu. Informují o tom lotyšská média s odvoláním na ministerstvo obrany. Kontrakt se také týká dodávek raketometných systémů. Jeho hodnotu Lotyšsko ani CSG nezveřejnily.

KOMENTÁŘ: Voliči, Čína, fascinace. Skutečné důvody, proč Trump nechce regulovat AI

Americký prezident Donald Trump přivítal v Bílém domě představitele technologických gigantů, kteří jsou na špici pelotonu AI vývoje. Společně se domluvili, že žádná tvrdá regulace není potřeba. Proč se Trump tak děsí možnosti, že by AI vývoj zpomalil?

Cestující přemohli pilota, který se pokusil havarovat s letadlem společnosti flydubai, uvádí Izrael

Dramatické chvíle zažili cestující letu Flydubai z Dubaje do Tel Avivu. Jeden z pilotů podle izraelských představitelů pobodal druhého a následně se zřejmě pokusil s letadlem havarovat. Několik pasažérů spolu s členy posádky proniklo do kokpitu, útočníka přemohlo a svázalo. Letadlo nakonec bezpečně přistálo v Saúdské Arábii.

Když vám stát hledá životního partnera. Singapur spustil seznamku pro státní zaměstnance

Singapur přišel s dalším způsobem, jak dát nezadané lidi dohromady. Spustil seznamovací službu FirstDate určenou státním zaměstnancům ve věku od 21 do 35 let. Místo nekonečného procházení profilů spoléhá na matematický algoritmus oceněný Nobelovou cenou. Experiment přichází v době, kdy země řeší rekordně nízkou porodnost.

Bývalý pastor a účastník soutěže American Idol Caleb Flynn je vinen z vraždy manželky

Bývalý pastor z Ohia, hudebník a někdejší účastník televizní soutěže American Idol Caleb Flynn (40) byl uznán vinným z vraždy své manželky Ashley. Porota se na verdiktu shodla po necelých třech hodinách jednání. Flynnovi hrozí doživotní vězení bez možnosti podmínečného propuštění.

AI začíná přispívat k dražšímu životu. Fed varuje před inflačními riziky

Guvernér Federálního rezervního systému (Fed) Michael Barr očekává další zvyšování úrokových sazeb. Důvodem jsou kombinované dopady rostoucích cen energií a investic do umělé inteligence (AI). Napsal o tom server Yahoo! Finance. Za srpen se očekává nárůst meziroční inflace nad 3 procenta.

Měl být vyhoštěn, teď mu hrozí vězení. Venezuelec čelí obvinění z napadení agenta ICE

Venezuelec Wilber Rafael Garcés-Pérez (28 let), kterého postřelil agent Úřadu pro imigraci a cla (ICE), byl obviněn z napadení federálního agenta. Muž se před agenty pokusil uprchnout poté, co soud vydal příkaz k jeho vyhoštění. V případě odsouzení mu hrozí až 20 let vězení.

Veverky v Montrealu mění zbarvení podle klimatu a městské zeleně

Veverky v Montrealu ukazují, že i v rámci jednoho města mohou místní podmínky výrazně souviset s tím, jak zvířata vypadají. Černé zbarvení se častěji objevuje v chladnějších oblastech s hustším stromovým porostem. Svou roli zřejmě hrají také řeky, které mohou omezovat pohyb zvířat mezi jednotlivými částmi města.

Estonsko obvinilo Rusko ze žhářského útoku. Selháváte, vzkázal Moskvě Rutte

Estonský ministr zahraničí Margus Tsahkna v úterý na sociálních sítích obvinil Rusko ze srpnového žhářského útoku na výrobce bezpilotních pozemních prostředků. Západní spojenci reagovali příslibem podpory tohoto pobaltského státu a Ukrajiny. Generální tajemník Severoatlantické aliance (NATO) Mark Rutte vyzval ke klidu.

USA oficiálně ukončily vojenskou misi v Iráku, oznámil Pentagon

Spojené státy a jejich koaliční partneři oficiálně ukončili v Iráku vojenskou misi, uvedl dnes mluvčí Pentagonu Sean Parnell. Mise se po dobu 12 let zaměřovala na boj proti teroristické organizaci Islámský stát (IS), která od roku 2014 po určitou dobu ovládala rozsáhlá území v Iráku a v Sýrii.

Nejméně 12 mrtvých žen za poslední dva měsíce. Jihoafrická republika chystá razantní opatření

Jihoafrický prezident Cyril Ramaphosa oznámil nová opatření, jejichž cílem je bojovat proti genderově založenému násilí. Mají vytvořit podmínky bezpečnější pro ženy a dívky. V oblasti východně od Johannesburgu bylo v poslední době objeveno nejméně 12 ženských těl.

Polsko a Rumunsko kvůli ruským útokům na Ukrajinu vyslaly do vzduchu svá letadla

Polsko a Rumunsko kvůli dnešním ruským dronovým útokům na Ukrajinu vyslaly do vzduchu vojenské letouny. Uvádějí to polská armáda a rumunské ministerstvo obrany. Agentura Reuters napsala, že letiště v Lublinu a Řešově byla kvůli vojenským letům dočasně uzavřena. Obnovu jejich provozu příslušný polský úřad oznámil po 7:00.

ANALÝZA: Trump odmítnutím Íránu hraje riskantní hru. Může se mu vymstít

Doprava v Hormuzském průlivu je ochromená. Jemenští povstalci ohrožují tranzity v průlivu Báb al-Mandab v Rudém moři. Ceny pohonných hmot v USA rostou a Američané jsou stále frustrovanější. Blíží se listopadové volby v Kongresu a republikáni si nevedou zrovna dobře. I přes to všechno prezident Donald Trump reagoval na íránské mírové požadavky slovy: „Odmítám jejich návrh“.

Při ruském útoku na Kyjev a okolí zemřeli tři lidé, cílem byla i energetika

Při ruském raketovém a dronovém útoku na Kyjev a přilehlou oblast zahynuli tři lidé, další byli zraněni. Informovaly o tom dnes místní úřady. Útok po delší době znovu cílil na energetickou infrastrukturu hlavního města, uvádí média. Ukrajina od února 2022 čelí rozsáhlé ruské invazi.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama