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

Rusové na Ukrajině zabili další dva lidi, údajně napadli i záchranáře

Nejméně dva lidé přišli o život a dalších sedm bylo zraněno při ruských útocích na Dněpropetrovskou oblast na jihovýchodě Ukrajiny, oznámil dnes náčelník regionální správy Oleksandr Hanža. Rusové při útocích na Dnipro, Nikopol a další místa regionu nasadili drony, dělostřelectvo i letecké bomby, dodal.

Izraelský prezident Herzog pověřil Eisenkota sestavením nové vlády

Izraelský prezident Jicchak Herzog dnes formálně pověřil šéfa opoziční centristické strany Jašar Gadiho Eisenkota sestavením nové vlády. Eisenkot uvedl, že podle jeho názoru je možné rychle sestavit novou vládu s výraznou většinou v parlamentu, píše agentura Reuters. Eisenkot podle agentury AFP dodal, že členové současných vládních stran Likud a Náboženský sionismus mohou podpořit jím vedenou novou vládu, pokud jim opravdu jde o národní jednotu. Eisenkot má nyní na vytvoření vlády 28 dní, přičemž prezident může lhůtu v případě nutnosti prodloužit o dalších 14 dní.

Koalice vedená Saúdskou Arábií zneškodnila dvě střely, Rijádem otřásly výbuchy

Koalice vedená Saúdskou Arábií dnes zneškodnila dvě balistické střely, které podle ní odpálilo jemenské povstalecké hnutí z řad Húsíů. V saúdskoarabské metropoli Rijádu byly podle agentury Reuters slyšet silné exploze. Agentura AFP uvedla, že útoky poškodily budovu státní ropné společnosti Aramco. Húsíové se k tomu zatím nevyjádřili.

Izraelská operace v Íránu ještě neskončila, tvrdí ministr obrany Kac

Izraelská operace v Íránu ještě neskončila, prohlásil dnes podle agentury AFP izraelský ministr obrany Jisrael Kac. Zároveň znovu obvinil Teherán, že usiluje o získání jaderné zbraně, což Írán dlouhodobě odmítá.

Mořské trávy pomáhají mangrovům odolávat stoupající hladině moře

Mangrovové lesy na pobřeží Floridy získávají nečekanou pomoc od mořských trav. Jejich odumřelé listy přinášejí mořské proudy mezi kořeny stromů, kde se postupně hromadí a přispívají k růstu půdy. Nový výzkum ukázal, že tento přirozený proces pomáhá mangrovům čelit stoupající hladině oceánu.

Babiš uvedl, že navštíví Izrael kvůli izraelskému systému protivzdušné obrany

Premiér Andrej Babiš (ANO) v nejbližší době navštíví Izrael. Jednat chce zejména o tamním systému protivzdušné obrany. Uvedl to v dnes v příspěvku na sociálních sítích. Zmínil, že protivzdušná obrana je prioritou a v uplynulém týdnu jednal s některými výrobci. Jednání potvrdil ministr zahraničí Petr Macinka (Motoristé) v diskusním pořadu CNN Prima News. Uvedl, že premiéra na cestě zřejmě doprovodí. Protivzdušná a protidronová obrana je podle něj prioritou. Podle exministra Zahraničí Jana Lipavského ze sněmovního klubu opoziční ODS je otázkou, zda bude mít Česko na podobný nákup dost peněz.

Po střelbě v Krakově našli v bytě útočníka tři mrtvé. Polsko vyhlásilo státní smutek

Polsko se vzpamatovává ze sobotního útoku v centru Krakova, při kterém šest lidí přišlo o život a dalších 15 utrpělo zranění. Policie mezitím učinila další tragický objev. V bytě čtyřiadvacetiletého střelce našla těla jeho rodičů a sestry. Prokuratura zahájila vyšetřování činu teroristické povahy, zatímco v celé zemi začal dvoudenní státní smutek.

Střelba v centru Krakova si vyžádala šest mrtvých. Útočník pálil do lidí z auta

Polským Krakovem v sobotu odpoledne otřásla tragická střelba na hlavním náměstí, při níž zahynulo šest lidí a dalších 15 utrpělo zranění. Útočník přijel automobilem do rušného historického centra a začal střílet na kolemjdoucí. Policisté jej po přestřelce postřelili a zadrželi. Mezi zraněnými jsou také dva zasahující policisté, z nichž jeden je ve vážném stavu.

Paraguyajský prezident Peña je v domácím vězení, parlament ho sesadil po kolapsu bank

Paraguayský prezident Santiago Peña byl odvolán z funkce a následně umístěn do domácího vězení v souvislosti s krachem banky Ueno Bank. Její kolaps připravil více než polovinu obyvatel země o přístup k bankovním účtům a vyvolal rozsáhlé protesty. Novým prozatímním prezidentem se stal dosavadní viceprezident Pedro Alliana.

Zelenskyj: Rusko chce Ukrajinu uvrhnout do blackoutu, podpora USA je klíčová

Rusko se snaží odříznout Ukrajinu od elektřiny a uvrhnout Kyjev do úplného blackoutu, prohlásil ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Po dalším rozsáhlém útoku vyzval americký Kongres, aby zachoval podporu napadené země jako jednu z priorit americké politiky.

Americké úřady ustoupily od zpřísnění pravidel pro kryptoměny

Americké úřady stáhly návrh, který měl výrazně zpřísnit evidenci některých finančních převodů, včetně transakcí s kryptoměnami. Finanční instituce by podle něj musely shromažďovat údaje o vybraných přeshraničních platbách už od 250 dolarů místo současných 3 000 dolarů. Regulátoři nakonec od plánované změny ustoupili kvůli obavám z vysoké administrativní zátěže a proměnám kryptoměnového trhu.

Novozélandské volby zůstávají těsné, pravicová koalice má zatím většinu

Novozélandské parlamentní volby zůstávají mimořádně vyrovnané. Po sečtení více než čtyř pětin hlasů vede vládní Národní strana jen o necelého půl procentního bodu před opozičními labouristy. Dosavadní vládní koalice by však podle průběžného rozdělení mandátů získala většinu.

Americký trh práce překonal očekávání a posílil vyhlídky na růst sazeb

Americký trh práce v říjnu výrazně překonal očekávání ekonomů. Zaměstnavatelé vytvořili 165 tisíc nových pracovních míst a míra nezaměstnanosti klesla na 4,1 procenta. Překvapivě dobré výsledky posílily očekávání, že americká centrální banka (Fed) v prosinci znovu zvýší úrokové sazby, aby omezila přetrvávající inflaci.

Ruský útok na Kyjev a okolí zabil jednoho člověka, dalších osm zranil

Noční ruský útok na Kyjev a jeho okolí si vyžádal život jednoho člověka a dalších osm lidí včetně dítěte zranil. Balistické střely poškodily obytné budovy, energetická zařízení i důležitý most přes Dněpr.

Včerejší útok na tržiště v Jemenu si vyžádal nejméně 30 mrtvých, tvrdí Húsíové

Letecké údery včera zasáhly tržiště na jihozápadě Jemenu v provincii Taíz a zabily nejméně 30 lidí, uvedl mluvčí ministerstva zdravotnictví ovládaného povstalci z řad Húsíů. Ministerstvo z útoků obvinilo Rijád, ale ten se k věci zatím nevyjádřil. Podle agentury AP by to mohl být jeden z nejkrvavějších útoků od obnovení bojů mezi jemenskými rebely a vládními silami podporovanými Saúdskou Arábií.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama