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

Írán tvrdí, že podnikl dronový útok na americký radarový systém v Bahrajnu

Íránské revoluční gardy oznámily, že podnikly dronový útok na americký radarový systém protivzdušné obrany na vrtulníkové základně v Bahrajnu. Spojené státy ani Bahrajn se k této informaci nevyjádřily. V Bahrajnu v noci zněly sirény a úřady vyzvaly obyvatele, aby se ukryli. Informovaly o tom v noci na dnešek agentura AFP a Reuters.

Na Kanárské ostrovy dorazilo za den skoro 1500 migrantů, nejvíce od roku 2020

Na španělské Kanárské ostrovy dorazilo v sobotu ve 14 lodích celkem 1488 migrantů. Jde o nejvyšší počet za jediný den od listopadu 2020. S odvoláním na španělskou námořní záchrannou službu o tom dnes informovala agentura EFE. Příliv migrantů ze západní Afriky na souostroví se výrazně zvýšil od října, uvedla agentura Reuters.

Facebook mohl procházet celé galerie telefonů. Meta dostala miliardovou pokutu

Společnost Meta dostala v Itálii pokutu 805 milionů eur, tedy přibližně 20 miliard korun. Facebook podle tamního úřadu pro ochranu osobních údajů přistupoval k fotografiím a videím uloženým v telefonech uživatelů Androidu bez jejich konkrétního a informovaného souhlasu. Případ se týká přibližně 20 milionů lidí v Itálii.

V Manile začal summit ASEAN, řešit bude Blízký východ i regionální spory

V Manile začal třídenní summit ASEAN, jehož hlavními tématy jsou válka na Blízkém východě, obchodní otázky a dlouhodobé regionální spory. Americký prezident Donald Trump přicestuje v úterý, tedy ke konci jednání.

Oteplování oceánů mění chování klaunů očkatých

Mořské vlny veder mění chování klaunů očkatých, kteří žijí v těsném soužití se sasankami. Když sasanky kvůli vysokým teplotám blednou, ryby je začínají více bránit a zároveň jsou agresivnější vůči ostatním členům své skupiny. Nový výzkum ukázal, že ochrana domova má pro klauny přednost před vzájemnými vztahy.

Siniaková překonala Navrátilovou. Pošesté zakončí rok jako světová jednička

Česká tenistka Kateřina Siniaková dosáhla dalšího historického milníku. Jako první hráčka v historii zakončí kalendářní rok už pošesté na vrcholu světového žebříčku ve čtyřhře. Třicetiletá rodačka z Hradce Králové tím překonala legendární Martinu Navrátilovou, se kterou se dosud dělila o rekord. Za mimořádný úspěch převzala trofej během Turnaje mistryň v Indian Wells.

Dronové útoky zasáhly Rusko i Ukrajinu, hlášena je jedna oběť

Nejméně jeden člověk zahynul a dalších pět utrpělo zranění při ukrajinském dronovém útoku na ruskou Rostovskou oblast. Další tři zraněné hlásí úřady z Tatarstánu. Ruské útoky na ukrajinské Záporoží zranily šest lidí včetně dvou dětí.

Tři muži dostali v Jordánsku trest smrti za útok na kostel

Tři muži dostali v Jordánsku trest smrti oběšením za říjnový útok na řeckopravoslavný kostel. Střelba během pohřbu si vyžádala devět mrtvých a 25 zraněných.

Letecký chaos v USA. Tisíce zrušených letů, cestující uvízli na letištích

Spojené státy se vzpamatovávají z jednoho z největších kolapsů letecké dopravy ve své historii. Kvůli problémům v komunikačních systémech řízení letového provozu musely úřady v pátek na několik hodin zastavit téměř všechny odlety v zemi. Následovaly tisíce zrušených a zpožděných spojů, desetitisíce cestujících uvízly na letištích. Návrat k běžnému provozu se očekává až během neděle.

Americká letecká základna v Británii vyhlásila poplach kvůli podezření na drony

Na americké vojenské základně RAF Lakenheath ve východní Anglii zasahovaly v pátek večer bezpečnostní jednotky kvůli podezření na nepovolený pohyb dronů. Personál dostal pokyn ukrýt se v budovách a na místě se rozezněly sirény. Incident se podle amerického letectva obešel bez zranění i škod na vojenské technice. Britské ministerstvo obrany následně potvrdilo, že situace byla vyřešena.

USA přišly po 26 letech o status země bez spalniček. Případy prudce rostou

Spojené státy ztratily po 26 letech status země bez spalniček. Rozhodla o tom Panamerická zdravotnická organizace (PAHO), protože se americkým úřadům nepodařilo zastavit nepřetržité šíření viru po dobu nejméně 12 měsíců. Země přitom letos zaznamenává nejvyšší počet případů tohoto vysoce nakažlivého onemocnění za více než tři desetiletí.

Hypotéky v Česku znovu zdražily, průměrná sazba vzrostla na 5,24 procenta

Hypoteční úvěry v Česku dál zdražují. Průměrná úroková sazba nových hypoték v říjnu vzrostla na 5,24 procenta, přestože zájem o financování bydlení zůstává poměrně silný. Průměrná výše nového úvěru dosáhla 4,66 milionu korun a orientační měsíční splátka se přiblížila 27 tisícům korun.

Ohrožené mořské želvy objevují nová hnízdiště v Ekvádoru

Kriticky ohrožené kožatky velké začaly ve větším počtu hnízdit na pobřeží Ekvádoru. Vědci během poslední hnízdní sezóny zaznamenali rekordní počet hnízd a domnívají se, že želvy mohou tímto způsobem reagovat na oteplování Tichého oceánu. Nová hnízdiště by mohla přispět k přežití jejich ohrožené populace.

Zelenskyj: USA zjišťovaly, zda by se Ukrajina vzdala Donbasu za členství v NATO

Spojené státy se tento týden při rozhovorech o ukončení rusko-ukrajinské války dotazovaly ukrajinské strany, zda by se Kyjev byl ochoten vzdát Donbasu výměnou za členství v Severoatlantické alianci, uvedl podle tiskových agentur ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Pokud by Ukrajina získala dostatečně silné bezpečnostní záruky, předložil by tuto otázku k referendu.

Maďarské úřady při vyšetřování exministra Sesztáka zabavily miliony v hotovosti

Maďarské úřady při vyšetřování Miklóse Sesztáka, bývalého ministra ve vládě národně konzervativního premiéra Viktora Orbána, zabavily hotovost ve více měnách, v přepočtu přes 420 milionů korun. Část byla zakopaná v lesích nebo ukrytá v zemědělských budovách a skladech. Informovala o tom dnes agentura Reuters.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama