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

Danone rozšiřuje byznys s funkční výživou

Francouzská potravinářská skupina Danone získala souhlas s převzetím britské značky Huel, známé především díky nutričně kompletním nápojům a práškovým směsím. Britský antimonopolní úřad rozhodl, že transakci nebude posílat do další, podrobnější fáze vyšetřování. Hodnota obchodu se podle médií pohybuje kolem 1,2 miliardy dolarů.

Útočník s mečem zaútočil na švédskou střední školu a zranil několik lidí

Útočník ozbrojený mečem dnes zranil několik lidí při útoku na střední škole ve švédském městě Fagersta severozápadně od Stockholmu, uvedly podle agentury Reuters tamní úřady. Radnice dále uvedla, že policie pachatele postřelila a zadržela. Počet zraněných úřady zatím nezveřejnily, ale podle místního deníku Aftonbladet zranění utrpěli alespoň dva lidé.

Téměř 100 dní od zmizení. Rodiče v Nigérii protestují za unesené děti

Téměř sto dní čekají rodiny v severovýchodní Nigérii na návrat dětí unesených ze školy. Desítky z nich stále zůstávají v zajetí a jejich rodiče ve čtvrtek vyšli do ulic města Uba. Po vládě žádají jediné: aby děti našla a přivedla domů.

Po požáru ve Švýcarských Alpách se pohřešuje pět lidí

Pět lidí se pohřešuje a dalších osm utrpělo zranění při požáru budovy s restaurací a byty ve švýcarském Thusisu. Plameny objekt podle policie zcela zničily. Dva ze zraněných jsou ve vážném stavu.

Ruský noční útok dronů zasáhl i hranici s Moldavskem, dvě ženy zemřely

Ruské drony v noci na dnešek zasáhly jeden z hraničních přechodů mezi Ukrajinou a Moldavskem, informovala ukrajinská pohraniční stráž. Provoz na něm byl zastaven. Dvě ženy zemřely a dvě utrpěly zranění při nočním ruském dronovém útoku na vesnici v ukrajinské Charkovské oblasti. Na telegramu to oznámil velitel regionální vojenské správy Oleh Syněhubov. Cílem náletu ruských dronů byly také severoukrajinské Sumy. Ukrajina podle ruskojazyčných telegramových kanálů zaútočila na rafinérii v ruském Permu. Kyjev útok potvrdil.

USA si pro Írán připravily nejtvrdší sankce v historii. Raději to, než další údery, řekl Bessent

Chystáme pro Írán nejtvrdší sankce v historii, uvedl americký ministr financí Scott Bessent. Další podrobnosti slíbil v pondělí. Viceprezident J. D. Vance označil ekonomický nátlak za nejefektivnější nástroj v konfrontaci s Íránem.

USA vyhostily na Haiti přes 160 lidí poprvé od zrušení ochrany před deportací

Spojené státy ve čtvrtek deportovaly více než 160 lidí na Haiti. Stalo se tak podle agentury AP poprvé od chvíle, kdy administrativa prezidenta Donalda Trumpa vyhrála soudní bitvu o odebrání ochrany před deportací přibližně 350.000 Haiťanům. Deportační let přistál v městě Cap-Haitien na severu Haiti, jelikož hlavní mezinárodní letiště v Port-au-Prince je považováno za příliš nebezpečné. Americká vláda v současnosti zakazuje komerční lety do haitské metropole kvůli násilí gangů.

Ruská FSB zadržela devět lidí kvůli údajné špionáži pro Kyjev a plánování útoku

Ruská tajná služba FSB podle agentur zadržela osm lidí, které podezřívá, že na objednávku ukrajinských tajných služeb plánovali dronový útok na blíže neurčený podnik strategického významu v Moskevské oblasti. V jiném případě byl zadržen také cizinec, který údajně sledoval různé objekty v Moskvě, aby Ukrajině pomohl připravit teroristický útok.

Devět měsíců na misi a stovky dní bez přístavu. USS Abraham Lincoln se vrací domů

Americká letadlová loď USS Abraham Lincoln po téměř devíti měsících opouští Blízký východ, potvrdil nejmenovaný americký úředník. Vystřídat ji má letadlová loď USS George Washington, která dorazila z japonských vod. K rotaci došlo po zprávách o krizi duševního zdraví na palubě.

Panamský průplav od září kvůli suchu omezí počet proplouvajících lodí

Panamský průplav od září kvůli suchu omezí provoz, oznámila ve čtvrtek správa průplavu ACP. Počet lodí, které touto strategickou vodní cestou spojující Atlantský a Tichý oceán budou moci proplout, se od 3. září sníží z 36 na 34 denně, od 15. září pak na 32 denně. Provozovatel nevyloučil další snížení v závislosti na počasí v příštích týdnech. Méně srážek způsobuje klimatický jev El Niňo, který je letos výrazně silnější než jindy.

V Německu prošli výcvikem a zmizeli. Dezertovaly stovky ukrajinských vojáků

Nechtěli bojovat a vycítili příležitost k útěku. Týdeník Die Zeit informoval o případech dezerce ukrajinských vojáků v Německu. Od začátku invaze na Ukrajinu v roce 2022 uprchly během výcviku v zemi stovky vojáků. Tito muži mohou být považováni za dezertéry a hrozí jim až 12 let za mřížemi.

Trump chce do roku 2030 šestkrát zvýšit počet amerických vzletů do vesmíru

Americký prezident Donald Trump ve čtvrtek podepsal memorandum, které počítá s téměř šestinásobným ročním zvýšením počtu amerických vzletů do vesmíru. Do roku 2030 by ze Spojených států mělo být prováděno 1000 startů a návratů do atmosféry ročně, napsala agentura Reuters. Trumpův dokument rovněž nařizuje úřadům hledat nová místa vhodná pro starty raket.

Apokalypsa hmyzu v některých regionech již začala. Pocítí to i lidé

Všimli jste si, že vám do bytu létá méně otravných much? Nebo že kolem květin poletuje méně včel? Nová studie potvrzuje, že se děje něco, před čím vědci dlouho varovali. Vymírání hmyzu již začalo. Když bude málo včel, motýlů a dalšího hmyzu, klesnou výnosy plodin a dostupnost potravy.

USA označily zadržení amerického akademika v Číně za neoprávněné

Spojené státy označily amerického akademika Min Zina za neprávem zadržovaného v Číně. Peking ho podezírá ze špionáže a ohrožování národní bezpečnosti, americká vláda však obvinění odmítá. Jeho propuštění se nyní stalo jednou z priorit Washingtonu.

Zakladatel zkrachovalé Evergrande dostal doživotí za finanční podvody

Zakladatel čínské developerské skupiny Evergrande Chuej Kcha Jen dostal doživotní trest za rozsáhlé finanční podvody. Soud mu také zabavil veškerý osobní majetek. Samotným firmám uložil pokuty v souhrnné výši 15,82 miliardy jüanů.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama