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

Svět si oddechl. Trump stopl útok na Írán a ceny ropy spadly

Ceny ropy klesly poté, co americký prezident Donald Trump na sociální síti Truth Social oznámil odklad obnovení útoků na Írán. Černé zlato se však stále prodává nad psychologickou hranicí 100 dolarů za barel. Nenaplnila se ani očekávání, že čínský prezident Si Ťin-pching pomůže zprostředkovat pokrok v mírových rozhovorech.

Afghánistán v krizi: Muži prodávají své děti, aby uživili rodiny

Humanitární situace v Afghánistánu je po převzetí moci hnutím Tálibán kritická. Desetiletí války, sucho, pandemie a omezení zahraniční pomoci vytvořily podmínky pro chudobu a hlad. Muži jsou natolik zoufalí, že prodávají své děti, aby uživili zbytek rodiny. O tom, jak je situace v zemi špatná, přitom psala média už před lety. Přesto USA téměř zmrazily humanitární pomoc.

Íránský mírový návrh žádá zrušení blokády i sankcí, uvedl Teherán

Aktuální íránský mírový návrh pro vyjednávání se Spojenými státy požaduje ukončení americké blokády íránských přístavů, zrušení sankcí a konec bojů na všech frontách včetně Libanonu. Podle agentury Reuters to dnes uvedl náměstek íránského ministra zahraničí Kázem Gharíbabádí. Americký prezident Donald Trump v pondělí oznámil, že v zájmu jednání odkládá útoky na Írán původně avizované na dnešek.

Ukrajina a Rusko informují o obětech a raněných po náletech dronů

Nejméně jednu oběť a šest raněných si vyžádal noční ruský útok na Charkov a okolí druhého největšího ukrajinského města, oznámili záchranáři. Jednoho mrtvého a dva zraněné hlásí ruské úřady po ukrajinském útoku na západě Ruska. Ukrajinské drony zasáhly také blíže neupřesněný průmyslový objekt v Jaroslavli, rozsáhlý nálet se obešel bez obětí a raněných, uvedl gubernátor Michail Jevrajev. Již dříve se terčem ukrajinských dronů stala rafinerie ve městě ležícím asi 700 kilometrů od ukrajinských hranic.

Střelba u islámského centra v San Diegu skončila tragédií

Tři muži zemřeli při střelbě v Islámském centru v San Diegu. Dva teenageři podle policie v pondělí zahájili palbu u mešity a poté si o několik bloků dál vzali život. Útok je vyšetřován jako zločin z nenávisti.

Policie v Turecku pátrá po střelci, který zabil šest lidí

Jihem Turecka otřásl krvavý útok, při němž ozbrojený muž podle tureckých úřadů a médií zastřelil šest lidí a dalších osm zranil. K tragédii došlo v pondělí poblíž města Tarsus v provincii Mersin. Podezřelý po útoku uprchl autem a policie zahájila rozsáhlou pátrací operaci s nasazením vrtulníků.

U Los Angeles se rychle šíří požár

Jižní Kalifornii zasáhl další rychle se šířící požár. Sandy Fire vypukl v pondělí dopoledne v kopcích nad městem Simi Valley, zhruba 48 kilometrů severozápadně od Los Angeles, a kvůli větru se během několika hodin přiblížil k obytným čtvrtím.

USA o 30 dní prodloužily výjimku umožňující nákup ruské ropy na tankerech

Spojené státy prodloužily o 30 dní výjimku, která zemím umožňuje nakupovat sankcionovanou ruskou ropu naloženou na tankerech. Na síti X to dnes oznámil americký ministr financí Scott Bessent. Uvedl, že výjimka umožní stabilizovat trh s ropou a dopravit surovinu do energeticky nejzranitelnějších zemí. Třicetidenní výjimku ze sankcí Spojené státy poprvé zavedly v březnu s cílem stabilizovat trhy s energiemi po vypuknutí války na Blízkém východě. V dubnu toto opatření Washington prodloužil.

Shakira uspěla u soudu. Španělsko jí musí vrátit přes 1,5 miliardy korun

Shakira po letech uspěla ve sporu se španělskými úřady. Soud rozhodl, že část peněz od ní stát vybral neoprávněně a nařídil jejich vrácení i s úroky. Případ, který zpěvačku provázel téměř deset let, tak dostal zásadní obrat.

Češi porazili Švédsko a napravili zaváhání se Slovinskem

Čeští hokejisté zvládli na mistrovství světa důležitý zápas. Ve Fribourgu porazili Švédsko 4:3 a po nečekané ztrátě se Slovinskem ukázali výrazně lepší tvář. Národní tým vedl už v první třetině 3:0, poté přežil dlouhé oslabení i švédský tlak a připsal si druhou výhru na turnaji.

Trump oznámil, že v zájmu jednání odkládá útok na Írán plánovaný na úterý

Prezident Spojených států Donald Trump na žádost Kataru, Saúdské Arábie a Spojených arabských emirátů (SAE) odložil nové údery proti Íránu, které byly plánované na úterý. Trump to dnes oznámil na své sociální síti Truth Social, kde zároveň bez podrobností napsal, že se nyní konají "vážná jednání". Poznamenal, že pokud nebude s výslednou dohodou spokojen, podniknou Spojené státy rozsáhlý útok proti islámské republice.

Írán zavedl nový mechanismus pro kontrolu lodí v Hormuzském průlivu

Írán zřídil nový mechanismus spravující Hormuzský průliv. Na sociálních sítích to uvedly íránská Nejvyšší rada národní bezpečnosti a námořnictvo revolučních gard. Přesné pravomoci této nové struktury zatím nebyly zveřejněny, uvedla agentura AFP. Podle odborného časopisu Lloyd’s List bude mechanismus dohlížet na lodní dopravu a vybírat poplatky.

Bělorusko zahájilo výcvik k použití jaderných zbraní, oznámil Minsk

Běloruské jednotky spolu s ruskými nacvičují dodávku jaderných hlavic a přípravu k jejich použití, oznámilo dnes podle tiskových agentur běloruské ministerstvo obrany. Minsk je nejbližším spojencem Ruska, které v Bělorusku rok po vpádu na Ukrajinu rozmístilo své taktické jaderné zbraně, ale zachovalo si nad nimi úplnou kontrolu. Ukrajina cvičení odsoudila a rozmístění jaderného arzenálu na území svého severního souseda označila za bezprecedentní výzvu pro globální bezpečnost.

Americký Senát posunul pravidla pro kryptotrh

Americký kryptotrh je o krok blíž jasnějším pravidlům. Bankovní výbor Senátu posunul dál zákon Digital Asset Market Clarity Act, který má stanovit srozumitelnější rámec pro obchodování s digitálními aktivy a rozdělit dohled nad trhem mezi americké regulátory.

Nobitex se stal uzlem íránských kryptoměnových převodů

Íránská kryptoměnová burza Nobitex od roku 2023 zpracovala nejméně 2,3 miliardy dolarů přes sítě Tron a BNB Chain. Právě tyto blockchainy založili lidé, kteří později patřili mezi významné podporovatele kryptoměnového projektu World Liberty Financial spojeného s rodinou amerického prezidenta Donalda Trumpa.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama