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

Po zemětřesení ve Venezuele sílí kritika státního bydlení

Série zemětřesení na severním pobřeží Venezuely obrátila pozornost k veřejnému bydlení, které mělo být symbolem důstojného života pro chudší obyvatele. V La Guaiře se po otřesech zřítily výškové domy i řadové stavby pojmenované po bývalém prezidentovi Hugovi Chávezovi. Místní teď viní vládu z toho, že nechala postavit nekvalitní byty kvůli politickému zisku.

První francouzský pacient s ebolou se vyléčil, propustili ho z nemocnice

První pacient, u kterého byla na území Francie potvrzena nákaza virem ebola, se plně uzdravil a byl propuštěn z nemocnice. Oznámila to francouzská ministryně zdravotnictví Stéphanie Rist.

Írán a Katar obnovily vzájemný obchod v Perském zálivu

Po několikaměsíční pauze, způsobené americko-izraelskou válkou s Íránem, obnovily Katar a Írán vzájemný námořní obchod v Perském zálivu. S odvoláním na obchodního atašé v katarském Dauhá o tom dnes informovala íránská státní média.

Ukrajina hlásí dvě oběti v Charkovské oblasti, při útoku na Krym zemřel člověk

Ruský útok zabil v Charkovské oblasti dva lidi, informovaly dnes místní úřady. Na poloostrově Krym, který okupují Rusové, v noci na dnešek zahynul při ukrajinském útoku jeden člověk, další dva byli zraněni. Podle agentury AFP to uvedla místní správa. Ukrajina mluví o ruském útoku na Sumy a Charkov, kyjevské úřady také upřesnily, že počet obětí čtvrtečního ruského útoku na Kyjev se zvýšil na 31. Dosud jich bylo 30.

Paříž a Londýn ve spolupráci s Ománem usilují o bezpečnou plavbu Hormuzským průlivem

Poté, co Írán odmítl mezinárodní námořní misi v Hormuzském průlivu, Francie a Spojené království spolupracují s Ománem na zajištění bezpečné plavby po této vodní cestě. Informovala o tom dnes agentura DPA.

V Rudém moři se dostala pod palbu nákladní loď, oznámila britská vojenská služba

V Rudém moři nedaleko jemenských břehů se dnes dostala pod palbu nákladní loď. Její posádka oznámila, že ji přibližně 30 námořních mil (55 kilometrů) od pobřeží napadli neznámí útočníci. Na svém webu o tom informovala britská vojenská námořní služba UKMTO. Agentura AP uvedla, že za útokem by mohli stát jemenští povstalci Húsíové nebo somálští piráti.

Ohňostroje zatěžují ovzduší i vodní ekosystémy

Ohňostroje nezanechávají jen kouř a světelné efekty. Po oslavách zůstávají ve vodě i ovzduší chemické látky, jemné částice a zbytky pyrotechniky, které mohou ovlivnit kvalitu životního prostředí i fungování ekosystémů.

Trump v projevu k 250. výročí nezávislosti mluvil o zlatém věku Spojených států

Americký prezident Donald Trump dnes ve svém 40minutovém projevu u příležitosti 250. výročí nezávislosti Spojených států hovořil o amerických vojenských a vesmírných úspěších, své politické agendě, o hrozbách komunismu i o tom, co označil za úsvit zlatého věku Spojených států. Projev se uskutečnil s několikahodinovým zpožděním způsobeným evakuací prostranství National Mall kvůli bouři. Po prezidentově projevu následovala velkolepá show s ohňostroji a hudebním doprovodem.

Baterie elektromobilů vydrží víc, než se čekalo. Může to změnit trh s ojetinami

Obava z drahé výměny baterie dlouho patřila k hlavním důvodům, proč se část řidičů držela od elektromobilů dál. Nová data ale ukazují, že moderní baterie stárnou pomaleji, než se původně očekávalo. Pro trh to může být zásadní zpráva, hlavně u ojetých elektroaut.

Papež Lev XIV. vyzval na Lampeduse Evropu k lepší integraci migrantů

Papež Lev XIV. během návštěvy italského ostrova Lampedusa vyzval evropské státy, aby k migraci přistupovaly komplexněji. Podle něj by Evropa měla nejen pomáhat lidem přicházejícím na kontinent, ale také podporovat rozvoj jejich domovských zemí, aby nikdo nebyl nucen odcházet.

Stablecoin Open USD získal podporu velkých firem

Do světa kryptoměn vstupuje projekt, který nemíří jen na obchodníky a technologické nadšence. Více než 140 firem včetně Visa, Mastercard, Stripe, BlackRocku, Googlu a Coinbase podpořilo vznik Open USD, nové digitální měny navázané na americký dolar. Její tvůrci ji chtějí dostat blíž k běžným internetovým platbám.

Sparta představila nové domácí dresy pro sezonu 2026/27

Sparta odhalila domácí dresy pro sezonu 2026/27 a připomněla příběh, který klub spojuje s londýnským Arsenalem už 120 let. Nová sada sází na tradiční rudou barvu, výraznější černé prvky i jednoduchý vzhled. Hlavní tváří kampaně se stal sportovní ředitel Tomáš Rosický, který ve videu připomíná historické kořeny klubových barev.

Trumpovy účty pro děti začaly fungovat

Ve Spojených státech začaly fungovat takzvané Trumpovy účty, nový federální nástroj pro spoření a investování pro děti. Program má rodičům umožnit ukládat peníze do investičních účtů, které budou spravovat velké finanční firmy z Wall Street. První vlna účtů se týká dětí narozených mezi lednem 2025 a prosincem 2028.

Ukrajinské drony zasáhly ropný terminál v Petrohradu

Ukrajina podnikla další dálkový útok na ruskou ropnou infrastrukturu. Drony zasáhly ropný terminál v Petrohradu a podle ukrajinského prezidenta Volodymyra Zelenského také vojenský cíl v Kronštadtu. Kyjev tím pokračuje v kampani, která má omezit příjmy Moskvy z energetiky a přenášet tlak hlouběji na ruské území.

Zlaté rybky mohou vážně poškodit sladkovodní ekosystémy

Zlatá rybka patří mezi nejoblíbenější akvarijní chovance na světě. Jakmile se ale dostane do volné přírody, může se proměnit v invazní druh, který výrazně naruší fungování jezer a rybníků. Nový výzkum ukazuje, že její přítomnost zhoršuje kvalitu vody, omezuje původní živočichy a oslabuje domácí druhy ryb.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama