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

Trump přicestuje na červencový summit NATO v Ankaře, potvrdil Rubio

Americký prezident Donald Trump se zúčastní summitu Severoatlantické aliance, který se bude konat na začátku července v Ankaře, potvrdil dnes podle agentur ministr zahraničí USA Marco Rubio. Mohlo by se podle něj jednat o nejdůležitější schůzku v historii NATO, jelikož je prý třeba některé věci objasnit a napravit. O Trumpově plánu přicestovat na summit dnes už psala turecká média s odkazem na své zdroje. Turecký ministr zahraničí Hakan Fidan rovněž uvedl, že s Trumpovou účastí na jednání Turecko počítá.

Světová zdravotnická organizace potřebuje na boj s ebolou 115 milionů dolarů

Světová zdravotnická organizace (WHO) potřebuje pro boj s ebolou v příštích třech měsících 115 milionů dolarů (téměř 2,5 miliardy Kč), prozatím ale od dárců získala pouze 35 procent této částky. Podle agentury Reuters to dnes uvedl Chikwe Ihekweazu, který má v organizaci na starost mimořádné situace. Africké Středisko pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) propuknutí epidemie eboly v konžské provincii Ituri potvrdilo 15. května.

Leclerc zůstává ve Ferrari, slavná spolupráce bude pokračovat

Charles Leclerc spojí svou budoucnost s Ferrari i v dalších sezonách. Italská stáj oznámila prodloužení smlouvy krátce před Velkou cenou Monaka. Osmadvacetiletý Monačan tak pokračuje v příběhu, který začal už před deseti lety v jezdecké akademii Ferrari.

Britské bankovky mohou nově upozornit na ohroženou přírodu

Britská centrální banka představila osmnáct druhů živočichů, které mohou v budoucnu zdobit nové bankovky. Výběr zahrnuje řadu ohrožených nebo chráněných druhů a podle Bank of England nabízí příležitost připomenout bohatství britské přírody i význam ochrany domácích ekosystémů.

Dronový útok na autobus v okupované části Ukrajiny si vyžádal osm mrtvých

Nejméně osm lidí zahynulo a dalších deset utrpělo zranění při útoku dronu na osobní autobus v Ruskem okupované části ukrajinské Doněcké oblasti. Informovala o tom ruská státní média s odvoláním na Denise Pušilina, Moskvou dosazeného představitele regionu.

Zdraví oceánů závisí na mikrobech v rybách

Běžný mechanismus, který vědcům dlouho vrtal hlavou, má konečně jasnější obrysy. Mořské ryby sice pomáhají regulovat chemii světových oceánů a globální koloběh uhlíku, ale na tuto těžkou práci rozhodně nejsou samy. Nové důkazy ukazují, že jim s produkcí klíčového minerálu výrazně pomáhají neviditelní podnájemníci v jejich vlastních střevech.

Varšava navrhla zřídit stálou základnu amerických vojsk v Polsku

Polsko předalo americkému ministrovi obrany návrh na zřízení nové, stálé základny amerických vojsk v Polsku, oznámil polský ministr Wladyslaw Kosiniak-Kamysz. Zapojení Spojených států do bezpečnosti Polska neklesá, naopak může být ještě větší, napsal na sociální síti.

Evropa chce snížit závislost na amerických technologiích

Evropská unie chce posílit vlastní technologické firmy a omezit závislost na dodavatelích ze zahraničí. Nový balík opatření míří hlavně na cloud, umělou inteligenci, čipy a digitální služby, které dnes tvoří základ moderní ekonomiky. Brusel zdůrazňuje, že nejde o uzavírání trhu ani přímý útok na americké giganty, ale o dlouhodobou strategii. Evropa si chce vybudovat silnější domácí zázemí a získat větší kontrolu nad citlivými systémy.

Nick Jonas dál patří k Jonas Brothers, ale hraje i sám za sebe

Nick Jonas má za sebou víc než dvacet let kariéry a pořád zůstává jednou třetinou Jonas Brothers. Zároveň ale čím dál víc ukazuje, že nechce být jen členem slavné sourozenecké kapely. Letos se soustředí na hudbu, herectví a další projekty, díky nimž si buduje vlastní jméno.

Na jihozápadě Anglie havaroval vrtulník britského námořnictva

Na poli na jihozápadě Anglie dnes havaroval vrtulník britského námořnictva, informovala britská média a agentura Reuters s odvoláním na policii. Podle serveru BBC britský premiér Keir Starmer označil incident za hluboce znepokojivý pro zasažené rodiny.

KOMENTÁŘ: Má hodnotu bilion dolarů a míří na burzu. Chvíle, která ukáže, jestli je AI bublina

Společnost Anthropic podala u Komise pro kontrolu cenných papírů Spojených států prospekt potřebný k veřejnému úpisu akcií. Započala tím tak tažení, které může do pár týdnů vyvrcholit startem na burze. Svět tak nahlédne pod pokličku jedné z největších AI společností světa. A konečně zjistí, jestli příběh kolem AI doprovází i reálný finanční profit.

Nikdo z nás nespí. Námořníci uvěznění v Hormuzském průlivu popisují hrůzy války

Moře je tak klidné, že pákistánský kapitán Hassan Khan občas zapomene, že jeho loď zůstala uvězněná ve válečné zóně. V Hormuzském průlivu nebo okolních přístavech uvízlo zhruba 20 tisíc námořníků. Nad jejich hlavami létají stíhačky, rakety a drony, pod vlnami číhají miny. Všichni mají strach.

Při dronových útocích na Petrohrad utrpělo zranění několik lidí

Při dronových útocích na Petrohrad utrpělo dnes zranění několik lidí, napsala agentura TASS s odvoláním na ruské úřady, podle nichž bezpilotní letouny poškodily několik objektů infrastruktury. Ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj později uvedl, že drony mířily na důležité cíle včetně petrohradského ropného terminálu. Ve druhém největším ruském městě dnes začíná Petrohradské mezinárodní ekonomické fórum (SPIEF), na kterém má promluvit ruský prezident Vladimir Putin.

Válka skončila, řekl Rubio, zatímco USA a Írán obnovily útoky

Americké Ústřední velení (CENTCOM) zlikvidovalo několik íránských raket a dronů a zahájilo vlastní údery na cíle spojené s Íránem. Ten odpálil na sousední země několik balistických střel, žádná z nich však nezasáhla zamýšlené cíle. Dvě rakety nedosáhly cíle nebo se rozpadly a tři rakety mířící na Bahrajn zachytila americká a bahrajnská protivzdušná obrana.

Mezinárodní letiště v Kuvajtu zasáhl íránský útok, je několik zraněných

Mezinárodní letiště v Kuvajtu dnes zasáhl íránský dronový a raketový útok. Několik lidí utrpělo zranění a musel být přerušen provoz, píší agentury Reuters a AFP s odvoláním na kuvajtský úřad pro civilní letectví a kuvajtskou armádu.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama