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 si řekl o 87 miliard dolarů. Nejvíce peněz dostane Pentagon

Bílý dům požádal Kongres o schválení balíčku ve výši 87,6 miliardy dolarů (asi 1,8 bilionu korun). Většina peněz bude použita na „naléhavé potřeby“ spojené s válkou s Íránem. Žádost přišla den poté, co Senát hlasoval pro symbolickou rezoluci o válečných pravomocích prezidenta USA coby vyjádření nesouhlasu s konfliktem na Blízkém východě.

Evropa se dusí. Současná vlna veder přitom jen tak neskončí

Velkou část Evropy od 19. června svírá úmorná vlna veder. Meteorologové přitom varují, že následující dny úlevu nepřinesou, napsal server Phys. Nejdramatičtější situace je ve Francii, kde musely školy upravit vyučování a domácnosti postihují výpadky proudu kvůli přetíženému elektrickému vedení. Ve Velké Británii i Francii se tento týden očekávají teploty kolem 40 stupňů Celsia.

Co jste vůbec za lidi? OSN obviňuje Izrael z cíleného zabíjení dětí v Gaze

Izraelské operace v Pásmu Gazy a na Západním břehu Jordánu splňují definici genocidy. Izraelské obranné síly (IDF) úmyslně útočily na děti, aby zničily budoucnost Palestiny. V nové zprávě to napsala nezávislá vyšetřovací komise Organizace spojených národů (OSN). Izraelské ministerstvo zahraničí text označilo za „propagandistický článek stejně hrozný jako ten předchozí“.

Bolívie chce zakročit na území, kde se ukrývá bývalý prezident Morales

Bolivijský prezident Rodrigo Paz ve středu prohlásil, že plánuje získat zpět území, kde bývalého socialistického prezidenta Eva Moralese brání jeho stoupenci před zatčením. Morales se stal lídrem opozičních protestů, které v zemi od začátku května požadují Pazovu rezignaci, informovala agentura AFP.

ANALÝZA: Rusku docházejí dobrovolníci a peníze. Nábor do armády se zadrhává

Írán v reakci na americko-izraelské údery zablokoval Hormuzský průliv. Ukrajina provádí mohutné dronové útoky na rafinerie v hloubi Ruska. Zasadit nepříteli tvrdý úder je totiž možné i jinak než vojenskou silou na bojišti. Stejně bolestivé mohou být i ekonomické škody. Vladimir Putin se na Ukrajině ocitl v pasti podobně jako Donald Trump v Íránu. Oba musí za zahájení svých válek platit více, než možná čekali.

Trump slíbil rychlou pomoc USA po katastrofálních zemětřeseních ve Venezuele

Dvě silná zemětřesení, která krátce po sobě ve středu zasáhla Venezuelu, si podle amerického prezidenta Donalda Trumpa vyžádala zničující počet obětí. Stejně jako venezuelská prozatímní prezidentka Delcy Rodríguez nezveřejnil žádný konkrétní údaj. Spojené státy jsou podle šéfa Bílého domu připravené Venezuele pomoci.

Pozůstalost Leonarda Cohena odmítla použití Hallelujah na Trumpově akci

Správci odkazu Leonarda Cohena se ohradili proti tomu, aby na akci Donalda Trumpa zazněla slavná píseň Hallelujah. Skladba měla být součástí programu akce Freedom 250 ve Washingtonu. Trump ji přitom už v minulosti používal při svých politických akcích, ačkoliv se proti tomu opakovaně ozývali držitelé práv i umělci spojení s písní.

Dodávky ropy po otevření Hormuzského průlivu rychle zaplavují trh

Po znovuotevření Hormuzského průlivu na základě americko-íránské dohody trh rychle zaplavují dodávky ropy, uvedla agentura Bloomberg. Obchodníci hlásí výrazný nárůst nabídky v Evropě i v Asii, což vytváří tlak na ceny. Cena barelu severomořské ropy Brent se ve středu poprvé od začátku války dostala pod 74 dolarů, dnes byla kolem 07:30 SELČ už na zhruba 72,60 USD. Cena americké lehké ropy WTI ve středu klesla pod 70 dolarů za barel a dnes kolem 07:30 SELČ se barel prodával za 69,45 USD.

Silné zemětřesení zasáhlo Venezuelu. Otřáslo hlavním městem Caracas

Silné zemětřesení o magnitudě 7,1 zasáhlo severní část Venezuely a otřáslo také metropolí Caracas. Obyvatelé ve spěchu opouštěli budovy, některé stavby utrpěly škody a úřady vydaly varování před možnou vlnou tsunami.

V Krasnodarském kraji znovu hoří ropný sklad, zasáhly ho trosky dronu

V ropném skladu v Krasnodarském kraji na jihu Ruska vypukl požár poté, co se na něj zřítily trosky dronu. Dnes o tom informovala agentura TASS s odvoláním na místní úřady.

Oceán stále čeká na investice

Zdravý oceán je základem potravinové bezpečnosti, ochrany klimatu i fungování světové ekonomiky. Přesto patří mezi nejvíce přehlížené oblasti z hlediska financování. Odborníci upozorňují, že bez výrazně vyšších investic nebude možné zajistit dlouhodobě udržitelné využívání mořských zdrojů ani ochranu ekosystémů, na kterých závisí miliardy lidí.

Sevastopol je po ukrajinském útoku bez elektřiny a paliva

Sevastopol, největší město na Ruskem anektovaném ukrajinském poloostrově Krym, je z velké části bez elektřiny v důsledku ukrajinského útoku. Moskvou dosazený šéf místní správy Michail Razvožajev to oznámil na síti Telegram. Za nejvážnější označil situaci na západě města, který bude bez proudu do večera.

Inspektoři MAAE navštíví íránská jaderná zařízení, uvedl šéf agentury Grossi

Mezinárodní agentura pro atomovou energii (MAAE) provede inspekce íránských jaderných zařízení. Na tiskové konferenci v Japonsku to dnes uvedl šéf MAAE Rafael Grossi. Agentura podle něj začne velmi brzy pracovat na upřesnění postupů, termínů a lokalit, píše agentura Reuters. Grossi se odvolal na memorandum o porozumění, které minulý týden podepsaly Spojené státy a Írán. Obě země přitom v úterý ohledně návštěv inspektorů vydaly protichůdná vyjádření, což Grossi podle agentury AP označil za slovní přestřelku. Náměstek íránského ministra zahraničí Kázem Gharíbabádí později Grossiho slova ohledně inspekcí odmítl.

Keiko Fujimori se stane novou prezidentkou Peru

Konzervativní politička Keiko Fujimori získala v peruánských prezidentských volbách náskok, který už její soupeř nedokáže smazat. Země se tak zřejmě vrátí ke jménu, které peruánskou politiku ovlivňuje už desítky let a zároveň dál rozděluje společnost.

Markéta Vondroušová dostala čtyřletý zákaz činnosti

Tenistka Markéta Vondroušová přišla o možnost hrát profesionální tenis na čtyři roky. Nezávislý tribunál potvrdil nejvyšší možný trest za odmítnutí dopingové kontroly z prosince loňského roku. Wimbledonská vítězka z roku 2023 se ještě může odvolat k Mezinárodní sportovní arbitráži CAS.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama