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

Akcionáři Warner Bros schválili gigantické spojení s Paramountem

Mediální svět čeká největší otřes posledních let. Akcionáři společnosti Warner Bros Discovery drtivou většinou hlasů podpořili převzetí firmy konkurenčním studiem Paramount Skydance v transakci za 111 miliard dolarů. Pokud obchod posvětí i antimonopolní úřady, vznikne kolos ovládající značky jako Harry Potter, Hra o trůny nebo zpravodajskou síť CNN. Spojení obou gigantů má zásadně změnit tvář Hollywoodu i streamovacích služeb.

Marihuana už v USA nepatří mezi nejnebezpečnější drogy

Spojené státy americké přistoupily k historickému kroku v drogové politice. Administrativa prezidenta Donalda Trumpa oficiálně změnila klasifikaci marihuany, která byla desítky let vedena v nejpřísnější kategorii vedle heroinu nebo LSD. Nově se přesouvá do mírnější skupiny látek, kam patří například anabolické steroidy. Tento posun má zásadní dopad na vědecký výzkum i budoucí dostupnost konopné léčby pro americké pacienty.

Trump nařídil námořnictvu střílet na lodě, jež rozmisťují miny v Hormuzu

Americký prezident Donald Trump oznámil, že nařídil americkému námořnictvu střílet na lodě, které rozmisťují miny ve vodách Hormuzského průlivu. Americké minolovky podle něj současně vodní cestu od min čistí. Šéf Bílého domu to napsal na sociální síti Truth Social s tím, že nařídil ztrojnásobení snah o odminování úžiny. Šéf Bílého domu v dalším příspěvku bez poskytnutí důkazů tvrdí, že USA mají naprostou kontrolu nad Hormuzským průlivem. Ten podle něj zůstane uzavřen, dokud Teherán neuzavře s Washingtonem dohodu.

EU schválila dvacátý balík sankcí proti Rusku, Maďarsko a Slovensko ustoupily

Členské státy Evropské unie dnes finálně schválily dvacátý balík sankcí proti Rusku za jeho invazi na Ukrajinu. Informovalo o tom kyperské předsednictví EU. Maďarsko a Slovensko ve středu uvedly, že nebudou nová omezení blokovat, jestliže bude ruská ropa opět proudit ropovodem Družba do obou zemí. Dnes se tak stalo.

FBI vyšetřuje možnou spojitost mezi úmrtími a zmizeními nejméně deseti vědců

Nejméně deset vědců, kteří se ve Spojených státech zabývali výzkumem jaderných technologií, letectví a vesmíru, v posledních letech zemřelo nebo zmizelo. Federální úřad pro vyšetřování (FBI) se začal zabývat možnou spojitostí mezi jednotlivými případy. Výbor Sněmovny reprezentantů pro dohled vedený republikány tento týden oznámil, že spustí vlastní vyšetřování zpráv o úmrtích a zmizeních těchto osob, jež měly přístup k citlivým vědeckým informacím, píše web stanice CNN.

Čína přečkala americká cla. Válka s Íránem si však vybírá daň

Špatně placení dělníci mají strach o práci, zatímco prudce rostou výrobní náklady a spotřebitelské ceny. O ulici dál lidem mávají humanoidní roboti na technologickém veletrhu. To je realita Číny, která odolala americkým clům, válku s Íránem však začíná pociťovat. Konflikt zamrzl v patové situaci. Hormuzský průliv zůstal zablokován.

Princ Harry cestoval na neohlášenou návštěvu Kyjeva

Britský princ Harry přicestoval dnes do Kyjeva, kde chce naléhavě vyzvat svět, aby nezapomínal na Ukrajinu, čelící pátým rokem ruské agresi, oznámila média. Na neohlášené návštěvě Kyjeva je Harry v době, kdy se zájem světa upírá na Blízký východ a válku Spojených států a Izraele proti Íránu. Druhorozený syn britského krále Karla III. navštívil válčící Ukrajinu již několikrát.

Ruské noční útoky zabily na Ukrajině tři lidi, Rusko hlásí jednu oběť

Ruské noční útoky na Ukrajinu si v Dnipru vyžádaly životy dvou lidí, dalších deset podle místních úřadů utrpělo zranění. Podle náčelníka správy regionu Oleksandra Hanžy jsou mezi zraněnými i děti. Jeden člověk zemřel podle úřadů také při útoku v Žytomyrské oblasti. Ruské úřady informují o ukrajinských útocích v Samarské oblasti, kde v Novokujbyševsku zemřel jeden člověk.

Británie míří ke generacím bez cigaret. Mladí už si legálně nezapálí

Odpůrci kouření ve Spojeném království slaví. Tamní parlament totiž schválil zákon, který má zakázat kouření budoucím generacím. Zastánci tohoto opatření hovoří o velkém vítězství a historickém okamžiku pro Velkou Británii. Legislativa má také regulovat prodej elektronických cigaret a tabákových výrobků. Podepsat ji ale ještě musí král Karel III.

ANALÝZA: Trump nepochopil íránskou námořní strategii

Situace kolem Hormuzského průlivu skončila v patové situaci. Prezident Donald Trump odmítá odvolat americkou blokádu íránských přístavů a Írán blokuje plavidla ze zemí, které považuje za nepřátelské. Přítomnost amerických válečných lodí přitom ukazuje na hluboké nepochopení toho, jak íránské síly operují na moři.

Lov jako nástroj ochrany přírody v Africe

V afrických rezervacích se odehrává paradox. Některá zvířata chrání přísná pravidla, jiná jsou určena k odstřelu. Lovci z celého světa sem míří za trofejemi a zároveň financují ochranu přírody. Tento model budí silné emoce a rozděluje veřejnost i odborníky.

Řecký parlament zbavil imunity 13 poslanců vyšetřovaných kvůli dotačním podvodům

Řecký parlament dnes zbavil imunity všech 13 poslanců vyšetřovaných kvůli podvodům se zemědělskými dotacemi. Informovala o tom agentura AFP i řecká média. Někteří poslanci své kolegy vyzvali, aby jim imunitu odebrali, protože chtějí hájit svou dobrou pověst, a pochybení odmítají. Po zbavení imunity budou moci vyšetřovatelé včetně Úřadu evropského veřejného žalobce (EPPO) prověřit, zda podezřelí poslanci sehráli nějakou roli při dotačních podvodech.

Libanon bude usilovat o prodloužení příměří s Izraelem o měsíc

Libanon bude při jednání s Izraelem usilovat o prodloužení příměří o jeden měsíc. Píše to dnes agentura AFP s odkazem na nejmenovaný libanonský zdroj. Bez prodloužení by příměří, které platí od minulého týdne, skončilo v neděli. Jednání mezi Izraelem a Libanonem jsou na plánu ve čtvrtek.

Britský regulátor zakročil proti neregistrovaným krypto platformám

Britský úřad pro finanční etiku (FCA) podnikl rozsáhlou razii v Londýně zaměřenou na nelegální peer-to-peer (P2P) obchodování s kryptoměnami. Během středeční operace, která je první svého druhu v takovém rozsahu, regulátor zasáhl na osmi adresách podezřelých z porušování pravidel proti praní špinavých peněz a financování terorismu. Akce proběhla v úzké koordinaci s daňovými úřady a policií, přičemž na každém z vytipovaných míst byly vydány příkazy k okamžitému ukončení činnosti.

KOMENTÁŘ: Británie odklepla generaci bez cigaret. Tabákové společnosti padají

Britským parlamentem se protáhl revoluční zákon, který zakazuje prodávat tabákové výrobky všem lidem narozeným po roce 2008. A to doživotně. Zákaz, který se týká běžných i elektronických cigaret, znejistil na burze tabákové společnosti, které už tak čelí krizi poptávky.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama