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

EasyJet souhlasil s převzetím za 5,7 miliardy liber

Britská nízkonákladová letecká společnost easyJet přijala nabídku na převzetí od americké investiční skupiny Apollo Global Management. Transakce oceňuje aerolinku na 5,7 miliardy liber, tedy přibližně 162 miliard korun.

Ukrajina a Rusko pokračují ve vzájemných útocích, terčem byly sklady i lodě

Ukrajina a Rusko v noci na dnešek pokračovaly ve vzájemných útocích. V ruském Jekatěrinburguzachvátil po ukrajinském útoku požár logistické centrum ruského internetového prodejce Wildberries. Společnost o tom informovala bez podrobností na síti Telegram. Naopak ruské dronové útoky podle ukrajinských úřadů způsobily požár zemědělských skladů v obci Balaklija v Charkovské oblasti na východě Ukrajiny, napsal Reuters.

Meta škodí dětem, rozhodl soud. Společnost musí zaplatit tučnou pokutu

Soud v americkém státě Nové Mexiko uložil společnosti Meta Platforms pokutu v celkové výši 567 milionů dolarů (téměř 12 miliard korun) za újmu, kterou její platformy Facebook a Instagram působí mladým lidem. Firma musí změnit způsob ověřování věku.

Japonsko nařídilo evakuace kvůli blížícímu se tajfunu, zrušilo 500 letů

Japonsko nařídilo evakuaci statisíců lidí v jihozápadní části země a zrušilo více než 500 letů kvůli pomalu postupujícímu tajfunu Dolphin. Podle meteorologů přinese tajfun do oblasti silný vítr, prudký déšť a vysoké vlny, píše agentura Reuters. Dolphin je tajfunem první, tedy nejslabší kategorie s maximální rychlostí větru 144 kilometrů v hodině a s nárazy dosahujícími téměř 200 kilometrů v hodině. Blíží se k řetězci ostrovů mezi oblasti Kjúšú a prefekturou Okinawa, uvedla japonská meteorologická agentura (JMA).

Trump zavedl minimální ceny výrobků z polykřemíku, uvalil na ně 15procentní clo

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek zavedl minimální dovozní ceny výrobků z polykřemíku a na jejich dovoz uvalil 15procentní clo. Polykřemík se používá při výrobě polovodičů a je hlavní složkou fotovoltaických panelů, jeho největším světovým producentem je Čína. Trump chce opatřeními podpořit domácí dodavatelské řetězce pro výrobu čipů a solárních panelů, a posílit tak pozici Spojených států v soupeření s Čínou v oblasti umělé inteligence (AI) a energetiky, uvedla agentura Reuters.

Britský hit láme rekordy, přesto ho mnozí nikdy neslyšeli

Skladba Rein Me In od Sama Fendera a Olivie Dean strávila na vrcholu britského žebříčku rekordních 19 týdnů. Její úspěch však vyvolal nečekanou reakci. Řada lidí tvrdí, že píseň nikdy neslyšela. Hudební svět se totiž rozdělil do menších skupin, které poslouchají úplně jiné hity.

Student v Thajsku zabil své prarodiče, šest lidí ve své škole a nakonec sám sebe

Nejméně devět mrtvých včetně útočníka si vyžádala dnešní střelba v thajské provincii Nontchaburí. Student místní školy nejprve zastřelil pistolí svého dědečka oba prarodiče a pak se vydal do školy, kde zabil tři učitele a tři žáky, dalších 15 lidí zranil a nakonec spáchal sebevraždu. Jeho motiv zatím není znám, informovaly tiskové agentury s odvoláním na thajskou policii a úřady.

Trump opět posunul termín dohody s Íránem. Teď tvrdí, že bude podepsána brzy

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek prohlásil, že nebyla uzavřena dohoda o otevření Hormuzského průlivu, ale že by k tomu mohlo dojít brzy. Írán je mezitím nadosah dohody o tranzitu v úžině s Ománem, která může pro Trumpa představovat problém.

Coinbase v Británii spouští obchodování s americkými akciemi

Kryptoměnová burza Coinbase rozšiřuje nabídku ve Velké Británii. Uživatelé získají přístup k téměř čtyřem tisícům amerických akcií přímo v aplikaci, ve které spravují kryptoměny a běžné peníze.

Trump podepsal nová nařízení omezující získání občanství narozením v USA, navzdory rozhodnutí Nejvyššího soudu

Americký prezident Donald Trump podepsal dva nové exekutivní příkazy, které mají omezit automatické získání občanství narozením na území Spojených států. Přichází s nimi jen několik týdnů poté, co Nejvyšší soud odmítl jeho předchozí pokus.

Izrael obžaloval osadníka kvůli smrti palestinského aktivisty

Izraelská prokuratura obžalovala osadníka Yinona Leviho kvůli loňskému zastřelení palestinského aktivisty Awdaha Hathaleena na okupovaném Západním břehu Jordánu. Levi vinu odmítá a tvrdí, že jednal v sebeobraně.

Ester Geislerová odkrývá rodinný příběh svého otce

Ester Geislerová natočila intimní dokument o svém zesnulém otci Petru Geislerovi. Ve filmu otevírá rodinné archivy a společně se sestrou Aňou skládá portrét talentovaného muže, který měl v sobě vřelost i temnější stránku.

Ohnivý mrak nad Francií může usnadnit šíření lesních požárů

Rozsáhlé lesní požáry na jihozápadě Francie dál ohrožují okolí města Bordeaux. Úřady kvůli rychle se šířícím plamenům evakuovaly desetitisíce lidí a nevylučují ani další rozšiřování bezpečnostních opatření. Hasiči zároveň čelí neobvyklému jevu, který podle nich situaci výrazně komplikuje. Nad požáry se totiž vytvořily takzvané pyrokumulonimby, tedy oblaka vznikající přímo působením intenzivního ohně.

Ruské údery na obec v Charkovské oblasti zabily tři lidi

Nejméně tři lidé zemřeli při nočních ruských útocích na obec Balaklija v ukrajinské Charkovské oblasti, uvedl dnes šéf městské vojenské správy Vitalij Karabanov. Ukrajinské letectvo ráno oznámilo, že Rusko v noci útočilo na Ukrajinu čtyřmi střelami a 101 bezpilotními letouny, přičemž obrana zneškodnila 66 dronů. Informuje také o zásazích 18 blíže neupřesněných míst 29 ruskými drony a jednou střelou.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama