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

Minibus v Ugandě narazil do slona. Tři lidé zemřeli

Tři lidé přišli o život a další čtyři utrpěli zranění po tragické dopravní nehodě v severozápadní Ugandě. Minibus převážející zaměstnance ugandského daňového úřadu v neděli večer narazil v národním parku Murchison Falls do slona, který přecházel silnici.

KOMENTÁŘ: Horší než covid nebo pád Lehman Brothers. Američany drtí ekonomické vyhlídky

Cena ropy pomalu klesá, americké akcie se zelenají a krize na Blízkém východě jako by neexistovala. Nebo snad ne? Reálná situace v amerických domácnostech ukazuje, že uzavření Hormuzského průlivu poznamenalo Američany víc, než trhy aktuálně připouští. Prozradil to index amerického spotřebitele.

Trump naznačil konec války. Ropa reaguje pádem

Ceny ropy klesly pod psychologickou hranici 100 dolarů za barel po sobotním prohlášení amerického prezidenta Donalda Trumpa, že válka je skoro u konce, protože se obě strany blíží k urovnání. Vysoce postavený úředník Trumpovy administrativy však upozornil, že mírová dohoda zatím podepsána nebude kvůli pomalým procesům uvnitř íránské vlády.

Izrael v Libanonu zabil další tři lidi, prezident Aún vyzval ke stažení Izraele z jihu

Izraelská armáda navzdory příměří nařídila novou evakuaci deseti jiholibanonských vesnic v okresech Džazín a Nabatíja, uvedla dnes agentura AFP. Podle agentury NNA dnešní izraelské údery zasáhly jedoucí vozidlo v regionu Nabatíja a zabily tři lidi. Brzy ráno izraelské útoky zničily dva obytné domy ve městě Arzún v okrese Súr, několik lidí bylo zraněno. Libanonský prezident Joseph Aún dnes zopakoval, že chce pokračovat v mírových jednáních s Izraelem. Trvá ale na úplném stažení izraelských sil z jihu země.

Chaos v Íránu. Nikdo neví, kde se nejvyšší vůdce skrývá

Íránský nejvyšší vůdce Modžtabá Chámeneí se ukrývá na neznámém místě s omezeným přístupem k vnějšímu světu. Ani americká tajná služba nemá informace o tom, kde se ajatolláh skrývá. Íránští vyjednavači kvůli tomu mají problémy s komunikací uvnitř íránské vládní struktury.

USA a Írán mírní očekávání rychlé dohody

Spojené státy a Írán mírní očekávání, že by v nejbližší době mohl přijít průlom v jednáních o ukončení tři měsíce trvající války. Na stole zůstává hlavně Hormuzský průliv, íránský jaderný program a peníze z íránské ropy zmrazené v zahraničí.

Po pádu budovy na Filipínách pátrají záchranáři po desítkách lidí

Ve filipínském městě Angeles se v neděli zřítila rozestavěná devítipatrová budova. Neštěstí si vyžádalo nejméně jednu oběť a další lidé zůstali pod troskami. Záchranáři několik hodin prohledávali suť pomocí psů, detektorů tepu i těžké techniky.

Ukrajinské útoky si na západě Ruska podle úřadů vyžádaly dva mrtvé

Energetická infrastruktura byla v noci na dnešek poničena při ukrajinském raketovém útoku v západoruské Belgorodské oblasti. Ukrajinský dron jinde v tomto regionu sousedícím s Ukrajinou zabil jednoho člověka a jednoho mrtvého hlásí také Brjanská oblast. Rusko mimo frontu útočilo v ukrajinské Záporožské, Charkovské nebo Dněpropetrovské oblasti, zranění jsou dva lidé. O následcích útoků informovaly úřady v obou zemích.

Při výbuchu vlaku v Pákistánu, k němuž se přihlásili separatističtí ozbrojenci, zahynulo nejméně 24 lidí

Nejméně 24 mrtvých a desítky zraněných si vyžádal nedělní útok na vlak v pákistánské provincii Balúčistán. Vlak převážel příslušníky bezpečnostních složek a jejich rodiny. K útoku se přihlásila separatistická organizace Balúčistánská osvobozenecká armáda, známá pod zkratkou BLA.

V parlamentních volbách na Kypru si připsala zisky krajní pravice i nováčci

V nedělních parlamentních volbách na Kypru posílila krajní pravice. Do parlamentu se dostali i nováčci hlásající boj proti korupci a influenceři, vyplývá z výsledků, které podle analytiků změní politickou scénu v ostrovní na ostrově. K volbám v neděli přišlo něco málo přes půl milionu Kypřanů, kteří volili 56 zákonodárců. Volby byly považovány za lakmusový papírek trendů před prezidentskými volbami za dva roky, píše agentura Reuters.

Při sobotním izraelském úderu na jih Libanonu zahynulo 11 lidí, včetně šesti žen

Při sobotním izraelském úderu na jih Libanonu zahynulo 11 lidí, včetně šesti žen a jednoho dítěte. S odvoláním na libanonské ministerstvo zdravotnictví to dnes uvedla agentura AFP. Útok na cíl v okrese Nabatíja si vyžádal také devět zraněných.

Čína vyslala na vesmírnou stanici tři astronauty, jeden tam má strávit rok

Čína dnes vyslala na svoji vesmírnou stanici Tchien-kung (Nebeský palác) kosmickou loď Šen-čou 23 s třemi astronauty na palubě. Jeden z nich by měl poprvé strávit na oběžné dráze celý rok, a to kvůli studiu účinků dlouhodobého pobytu v mikrogravitaci. Experiment má pomoci Číně připravit se na budoucí pilotované mise k Měsíci a Marsu, uvedla agentura AFP.

Putin obvinil Ukrajinu z vybombardování studentské koleje, slíbil odvetu

Ruský prezident Vladimir Putin obvinil Ukrajinu z útoku na studentskou kolej v okupovaném městě Starobilsk v Luhanské oblasti na východě Ukrajiny. Vůdce Kremlu hrozí odvetou.

Kyjev se stal terčem vzdušného útoku, podle starosty zemřel nejméně jeden člověk

Ukrajinské hlavní město Kyjev se v noci na dnešek stalo terčem rozsáhlého vzdušného útoku ze strany Ruska. Informovaly o tom ukrajinské úřady. Ruská armáda podle agentury AFP k útoku použila balistické rakety i drony. Kyjevský starosta Vitalij Kličko na síti Telegram uvedl, že údery zabily nejméně jednoho člověka a způsobily požár v jedné ze škol. U jiné školy podle něj zablokovaly vchod do krytu.

Střelba u Bílého domu skončila smrtí útočníka

Muž se zbraní začal střílet u bezpečnostního stanoviště nedaleko Bílého domu. Tajná služba palbu opětovala a útočník později zemřel v nemocnici. Incident znovu otevřel otázky kolem bezpečnosti v okolí sídla amerického prezidenta.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama