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

Rohlík se poprvé dostal do zisku

Rohlík hlásí důležitý zlom. Skupina v posledním kvartálu fiskálního roku, který skončil v dubnu, poprvé vykázala kladný provozní výsledek EBITDA a zároveň dál výrazně rostla. Zakladatel Tomáš Čupr tím chce uzavřít debaty o tom, zda online supermarket dokáže po letech investic skutečně vydělávat.

USA a Írán dosáhly dohody o memorandu, nyní se čeká na souhlas Trumpa

Spojené státy a Írán podle serveru Axios dosáhly dohody na 60denním memorandu o porozumění, které by prodloužilo současné příměří a položilo základy pro rozhovory o íránském jaderném programu. Text nyní čeká na souhlas amerického prezidenta Donalda Trumpa, doplnil server s odvoláním na dva americké úředníky a jeden zdroj zapojený do zprostředkování jednání. Podle zdrojů serveru The Times of Israel (ToI) jsou tyto informace nepřesné, žádná ze stran zatím nedala konečnou odpověď.

Muž pobodal a zranil několik lidí na švýcarském nádraží. Policie ho zadržela

Ve švýcarském Winterthuru vypukla ve středu ráno panika poté, co muž ozbrojený nožem zaútočil v prostoru hlavního vlakového nádraží na několik lidí. Při incidentu utrpěly zranění tři osoby a policie krátce po útoku podezřelého zadržela.

Stan Lee se vrací díky umělé inteligenci

Stan Lee zemřel v roce 2018, jeho jméno ale z popkultury nikdy nezmizelo. Teď se kolem legendy Marvelu rozbíhají hned dva výrazné projekty. Jeden chce ukázat složité poslední roky jeho života, druhý využívá umělou inteligenci k návratu jeho hlasu a podoby.

Švédsko se chystá darovat Ukrajině několik gripenů JAS 39 C/D

Švédská vláda se chystá oznámit, že daruje Ukrajině "několik" vojenských letounů Gripen starší verze JAS 39 C/D. Zároveň zahájí jednání s Kyjevem o plánovaném prodeji strojů v nejmodernější verzi E. Ukrajina bude tento nákup financovat s pomocí půjčky od Evropské unie. Bez uvedení zdroje o tom ve středu pozdě večer informoval švédský deník Aftonbladet.

Ukrajina ratifikovala dohodu o půjčce 90 miliard eur od Evropské unie

Ukrajinský parlament dnes jasnou většinou hlasů ratifikoval dohodu s Evropskou unií o půjčce ve výši 90 miliard eur (2,2 bilionu Kč). Informovala o tom agentura Reuters. Peníze jsou rozdělené na roky 2026 a 2027 a první platbu slíbila Evropské unie poskytnout nejpozději na začátku června. Dvě třetiny půjčky půjdou na obranu před ruskou invazí a zbývající třetinu Ukrajina využije v rozpočtu k reformám a modernizaci.

Ukrajina hlásí noční útoky 147 ruskými drony, Rusko oznámilo ukrajinské údery

Rusko během noci na dnešek zaútočilo na Ukrajinu 147 drony a raketou Kinžal. Na síti Telegram o tom ráno informovala ukrajinská protivzdušná obrana. Údery bezpilotními stroji oznámilo i ruské ministerstvo obrany, podle kterého ruské síly zlikvidovaly 62 ukrajinských dronů. Ukrajina se od února 2022 brání ruské invazi a součástí bojů jsou dronové útoky obou stran konfliktu.

Ropa opět zdražuje po íránském úderu na americkou základnu

Írán zaútočil na nespecifikovanou americkou základnu na Blízkém východě, uvedla stanice CNBC. Stalo se tak po americkém preventivním úderu na cíle v jižním Íránu. Ceny ropy reagují růstem, stále se však pohybují pod psychologickou hranicí 100 dolarů za barel.

USA při úderu na loď v Tichém oceánu zabily dva muže, označily je za pašeráky

Armáda Spojených států ve středu při útoku na loď na východě Tichého oceánu zabila dva muže. V noci na dnešek SELČ to oznámilo to velitelství americké armády SOUTHCOM, které na síti X zveřejnilo záznam úderu. Velitelství dále uvedlo, že plavidlo se používalo k pašování drog a že oba zabití členové posádky byli narkoteroristé.

Jill Biden o debatě manžela s Trumpem: Myslela jsem, že má Joe mrtvici

Jill Biden v nedělním rozhovoru s televizí CBS přiznala, že předvolební debata z roku 2024 ji „vyděsila k smrti“. Bála se, že její manžel, bývalý demokratický prezident Joe Biden, má během živého vysílání mrtvici. Předvolební debata vedla k sérii událostí, které vyústily v odstoupení Bidena z předvolební kampaně.

USA patrně útočily na íránskou základnu, Teherán provedl odvetný úder

Spojené státy oznámily, že provedly nové "obranné" údery v jižním Íránu. Světové agentury to uvedly s odvoláním na nejmenovaného amerického činitele. Podle agentury AFP americký představitel ve středu večer řekl, že americká armáda sestřelila čtyři íránské drony a provedla letecké údery na pozemní základnu na jihu země. Jde o druhou takovou operaci v tomto týdnu. Íránské revoluční gardy uvedly, že v reakci na úder poblíž letiště Bandar Abbásu udeřily na americkou leteckou základnu. Neupřesnily kde, ale vzdušné útoky hlásil Kuvajt.

Odvolaná ministryně spravedlnosti USA Pam Bondi oznámila, že má rakovinu

Bývalá americké ministryně spravedlnosti Pam Bondi trpí rakovinou štítné žlázy. Oznámila to jen několik týdnů poté, co ji prezident Donald Trump odvolal z čela ministerstva.

Zelenskyj požádal Trumpa o další rakety na protivzdušnou obranu

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj v dopise svému americkému protějšku Donaldu Trumpovi a Kongresu Spojených států naléhavě požádal o dodání dalších raket Patriot na protivzdušnou obranu. Ukrajina jich má kritický nedostatek v situaci, kdy Rusko zesílilo útoky na Kyjev a dalšími údery hrozí. O dopise dnes informovaly tiskové agentury AFP a Reuters. Ukrajina se pátým rokem brání ruské vojenské invazi.

KOMENTÁŘ: Muskova SpaceX míří na burzu. Miliardář mezitím odkryl plán na sloučení s Teslou

Vesmírná společnost SpaceX dostala zelenou pro vstup na burzu, její akcie se začnou veřejně obchodovat už v polovině června. V top 10 nejhodnotnějších amerických akciových společností tak bude mít zřejmě Elon Musk hned dva zástupce. Jeho plán na podmanění burzovního světa tím ale nekončí.

Izrael v Pásmu Gazy zabil šéfa ozbrojeného křídla Hamásu, potvrdilo hnutí

Izraelská armáda dnes uvedla, že při útoku v Pásmu Gazy zabila nového velitele ozbrojeného křídla palestinské teroristické organizace Hamás Muhammada Údu. Informovaly o tom agentury Reuters a AFP. Jeho smrt dnes potvrdil také Hamás. Úda byl do funkce jmenován teprve před týdnem, kdy nahradil svého předchůdce Izzadína Haddáda. Toho izraelská armáda zabila v polovině května.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama