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

Lídři Číny a Indie nabídli Putinovi pomoc při ukončení války

Čínský prezident Si Ťin-pching a indický premiér Naréndra Módí při setkáních s ruským prezidentem Vladimirem Putinem během summitu skupiny BRICS nabídli své služby při urovnání konfliktu s Ukrajinou, ruský prezident to uvítal, řekl dnes novinářům Putinův mluvčí Dmitrij Peskov. Ukrajina se s podporou Západu brání ruské agresi pátým rokem.

V Indonésii se převrátila loď, zemřelo šest lidí, 130 se pohřešuje

Nejméně šest lidí zemřelo, když se dnes v Indonésii v Jávském moři za špatného počasí převrátila loď. Dalších 130 lidí se pohřešuje. Záchranáři oznámili, že evakuovali 107 osob.

V Británii vzniká nový „Yellowstone“

Na severu Anglie začíná dvacetiletý projekt obnovy rozsáhlých rašelinišť, luk a lesů. Jeho cílem je vrátit vodu do vysušené krajiny a vytvořit vhodné podmínky pro návrat bobrů, orlů a dalších živočichů. Po dokončení obnovy má celé území přejít do vlastnictví místní komunity nebo neziskové organizace.

Ruské drony útočily poblíž polské hranice, zasáhly vlak do Varšavy

Ruský dron na západě Ukrajiny, dva kilometry od hranic s Polskem, zasáhl lokomotivu osobního vlaku, oznámily dnes na sociální síti ukrajinské dráhy. Díky včasné výstraze nebyl při náletu nikdo zabit či zraněn, dodaly. Vlak jel z Kyjeva do Varšavy a ruský dron jej napadl poblíž hraničního přechodu Jahodyn-Dorohusk, kde již dříve ruský bezpilotní letoun zasáhl kamion, píší média.

Američané se více bojí zdražování. Důvěra spotřebitelů znovu klesla

Nálada amerických spotřebitelů se v září znovu zhoršila. Domácnosti mají větší obavy o své finance a očekávají rychlejší zdražování než před měsícem. K pesimismu přispívají rostoucí ceny pohonných hmot i napětí v mezinárodním obchodě.

Desetitisíce lidí v Německu protestovaly proti AfD. Žádají prověření jejího zákazu

Desetitisíce lidí vyšly v sobotu do ulic německých měst protestovat proti pravicovému extremismu a straně Alternativa pro Německo. Demonstranti požadovali zachování politické izolace AfD i prověření možnosti jejího zákazu. Protesty následovaly po výrazném volebním úspěchu strany v Sasku-Anhaltsku.

Ve Francii vykolejil vlak. 44 pasažérů je zraněných, jedna žena těžce

V severní Francii vykolejil osobní vlak. Při neštěstí se zranilo nejméně 44 lidí, z toho jedna osmnáctiletá žena, vážně. Záchranáři ji museli v kritickém stavu vrtulníkem přepravit do nemocnice.

Britští poslanci odmítli asistované umírání. Návrh neprošel o 16 hlasů

Britská Dolní sněmovna zamítla návrh, který měl umožnit asistované ukončení života některým nevyléčitelně nemocným dospělým v Anglii a Walesu. Proti hlasovalo 286 poslanců, podporu předloze vyjádřilo 270. Rozhodnutí přišlo po emotivní debatě o svobodě rozhodování, ochraně zranitelných pacientů i dostupnosti péče na konci života.

Jodie Comer a Harry Melling prožívají neobvyklou romanci v muzikálu Stuffed

Osamělá preparátorka sní o tom, že jednou vycpe lidské tělo. Když se jí přihlásí dobrovolník, vznikne mezi nimi vztah, který původní plán zkomplikuje. Jodie Comer a Harry Melling hrají hlavní role ve filmu Stuffed, jenž spojuje muzikál, černou komedii a romanci s poněkud morbidním výchozím bodem.

Čína pohrozila, že zruší summit, pokud Washington prodá zbraně Tchaj-wanu

Čína informovala Spojené státy, že zruší setkání prezidentů obou zemí plánované na tento měsíc, pokud Spojené státy mezitím schválí prodej dalších zbraní Tchaj-wanu. S odvoláním na více zdrojů obeznámených se stavem čínsko-amerických vztahů to dnes napsala japonská tisková agentura Kjódó. Prezidenti Donald Trump a Si Ťin-pching se mají sejít ve Washingtonu 24. září. Summit zatím oficiálně oznámila jen americká strana.

Bitcoinový Metaplanet ustoupil investorům. Zmenší odměny vedení

Japonská společnost Metaplanet, která buduje rozsáhlé bitcoinové rezervy, ustoupila kritice svého odměňovacího programu. Počet akcií zahrnutých do něj sníží přibližně o 41 procent a část práv na jejich získání odloží. Akcionářům vadil mechanismus, který při vydávání nových akcií zvětšoval také potenciální odměny vedení.

Čínský prezident přijel do Dillí, v Indii je poprvé po sedmi letech

Čínský prezident Si Ťin-pching dnes přicestoval do Dillí na summit skupiny BRICS a na jednání s indickým premiérem Naréndrou Módím, informují tiskové agentury. V Indii je poprvé po sedmi letech. Na jednání do Indie přijel také ruský prezident Vladimir Putin.

Kácení starých lesů ohrožuje periodické cikády

Periodické cikády tráví pod zemí 13 nebo 17 let a na povrch se dostávají v obrovských počtech. Nový výzkum však ukazuje, že ani obnova vykácených lesů jim nemusí pomoci. Do nových porostů se šíří tak pomalu, že návrat může trvat stovky let.

Trump přiletěl do Irska, setká se s jeho představiteli a navštíví golfový turnaj

Americký prezident Donald Trump dnes přiletěl do Dublinu na dvoudenní návštěvu Irska. Očekává se, že se telefonicky spojí s prezidentkou Catherine Connolly a sejde se s premiérem Micheálem Martinem. Navštíví také golfový turnaj, informují tiskové agentury.

Pegasus může převzít ČSA a Smartwings. Úřad stanovil podmínku

Turecká skupina Pegasus získala od antimonopolního úřadu podmíněný souhlas s převzetím Českých aerolinií, které vlastní Smartwings. Část letištních slotů pro letní spojení Prahy s Antalyí má přenechat jinému dopravci. Rozhodnutí zatím není pravomocné.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama