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

Pogačar vyrovnal rekord Tour de France pátým celkovým triumfem

Tadej Pogačar završil letošní Tour de France pátým celkovým vítězstvím a zařadil se mezi nejúspěšnější cyklisty historie. Závěrečnou etapu v Paříži ovládl Mathieu van der Poel, zatímco český jezdec Mathias Vacek pomohl stáji Lidl Trek k triumfu v týmové soutěži. Na slavnostním dojezdu nechyběly ani další výrazné české stopy.

Volodymyr Zelenskyj je na návštěvě Británie, přijme ho premiér

Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj dorazil do Spojeného království, kde se setká s novým britským premiérem Andym Burnhamem. Jde o první návštěvu zahraničního státníka od Burnhamova nástupu do funkce a podle britské vlády symbolizuje mimořádně úzké vztahy mezi oběma zeměmi.

Choupenitch považuje titul mistra světa za největší úspěch kariéry

Alexander Choupenitch se po návratu z mistrovství světa v Hongkongu netajil tím, že zisk světového titulu řadí nad olympijský bronz z Tokia. Český fleretista se stal prvním mužským mistrem světa v historii domácího šermu a zároveň ovládl i celkové hodnocení Světového poháru. Za úspěchem podle něj stojí dlouhé roky systematické práce i silné zázemí.

Pláže v Normandii a bájný Olymp nově chrání UNESCO

Pláže, na nichž se během druhé světové války vylodili spojenečtí vojáci, získaly mezinárodní ochranu. Na seznam světového dědictví přibyla také nejvyšší hora Řecka a významná místa v Japonsku a Jižním Súdánu.

Írán potvrdil jednání s Ománem o Hormuzském průlivu, konají se bez USA

Írán dnes potvrdil jednání s Ománem o Hormuzském průlivu, o kterých média psala v posledních dnech. Mluvčí íránské diplomacie Esmaíl Baghaí uvedl, že do rozhovorů nejsou zapojené Spojené státy, uvedla agentura AFP. Dodal, že Hormuzský průliv je pro plavbu uzavřený, zatímco Spojené státy tvrdí opak. Námořní doprava na trase globálního významu pro přepravu ropy a plynu zůstávala minulý týden silně utlumená.

KOMENTÁŘ: Čína má novou největší společnost. Na burze předvedla nástup jak ze sci-fi

Stačilo 24 hodin k tomu, aby Čína poznala svou novou nejhodnotnější společnost. Tedy z těch, které se obchodují na burze. Při pohádkovém nástupu společnost CXMT připsala zhruba 470 procent. Proč je o ni takový zájem?

Putin chce po zářijových volbách mobilizovat až 500.000 vojáků

Ruský prezident Vladimir Putin chce po zářijových parlamentních volbách mobilizovat 300.000 až 500.000 vojáků, myslí si ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Napsal to na telegramu, kde také vyjádřil přesvědčení, že tito vojáci nebudou dobře vycvičeni, a ruská armáda tak bude mít vysoké ztráty.

Hasiči dál bojují s požáry ve Francii a ve Španělsku, část evakuovaných se vrátí

Rozsáhlé lesní požáry na jihozápadě Francie se v noci na dnešek po několika dnech šíření stabilizovaly, oznámila podle agentury AFP prefektura departementu Gironde. Ve Španělsku se očekávají návraty prvních evakuovaných lidí do oblasti kolem hlavního města Madridu. V obou zemích muselo kvůli nebývale silným požárům opustit domovy a turistická zařízení na 300.000 osob.

Motor čínské ekonomiky ztrácí dech. Nová čísla jsou varováním

Čínský průmysl dál vykazuje optimistické výsledky, tempo růstu zisků firem ale už druhý měsíc po sobě slábne. Podle nových údajů čínského statistického úřadu vzrostly zisky průmyslových podniků v červnu meziročně o 15,1 procenta. V květnu přitom růst dosáhl 21,1 procenta, což naznačuje, že dosavadní oživení začíná narážet na první překážky.

Ryan Gosling se stane novým Ghost Riderem

Ryan Gosling vstupuje do filmového světa Marvelu v roli, o kterou měl zájem už několik let. Jako Ghost Rider se představí v samostatném snímku, který natočí režisér filmu Deadpool & Wolverine Shawn Levy.

Sýrie má podle prezidenta zájem o uzavření bezpečnostní dohody s Izraelem

Sýrie má podle prozatímního prezidenta Ahmada Šary zájem o uzavření bezpečnostní dohody s Izraelem, která by mohla otevřít cestu k širšímu míru mezi oběma zeměmi, aniž by ohrozila práva Damašku na Golanské výšiny. Šara to podle agentury Reuters uvedl v nedělním rozhovoru pro televizní stanici Al-Džazíra. Izrael převzal kontrolu nad Golanskými výšinami za šestidenní války v roce 1967 a roku 1981 je částečně anektoval.

Rusko a Ukrajina pokračují ve vzájemných úderech, obě země hlásí mrtvé

Při ukrajinském vzdušném útoku zemřel v ruském městě Rostov na Donu manželský pár, dalších pět lidí utrpělo zranění. Informoval o tom dnes podle agentury Reuters gubernátor Rostovské oblasti Jurij Sljusar. Při ruském bombovém útoku na Záporoží zemřel jeden člověk.

Ukrajina zaútočila na loď plující do Íránu. Jeden mrtvý

Ukrajina tvrdí, že zasáhla plavidla v Kaspickém moři, která podle Kyjeva převážela vojenský materiál mezi Ruskem a Íránem. Prezident Volodymyr Zelenskyj současně oznámil, že ukrajinské síly udeřily na logistické zařízení v Jekatěrinburgu.

Novým německým ministrem dopravy bude poslanec Bilger

Novým německým ministrem dopravy bude poslanec Křesťanskodemokratické unie (CDU) Steffen Bilger. Oznámil to mluvčí německé vlády Stefan Kornelius. Kancléř Friedrich Merz minulý týden představil změny na některých ministerských postech, očekávané odvolání dosavadního ministra dopravy Patricka Schniedera ale neoznámil. Schnieder nakonec v neděli Merze sám požádal, aby jej z funkce odvolal. Dnes by měl kancléř představit změny i ve vedení své konzervativní strany.

Trump nečekaně pozastavil útoky na Írán. Dal šanci diplomacii

Americký prezident Donald Trump pozastavil americké útoky na Írán, aby vytvořil prostor pro diplomacii. Podle amerického velvyslance při OSN Mikea Waltze chce Bílý dům zjistit, zda mohou intenzivní jednání přinést průlom, aniž by bylo nutné konflikt znovu vyostřit. Teherán mezitím oznámil, že přerušil odvetné útoky v regionu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama