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

Ledecká kompletně obměnila lyžařský tým a vsadila na rakouské trenéry

Ester Ledecká vstoupí do nové sezony s výrazně pozměněným týmem. Po letech se rozloučila s několika dlouholetými spolupracovníky, změnila značku lyží a přivedla zkušené rakouské trenéry. Novou sestavu už otestovala během přípravy v Chile. Česká závodnice přitom dál počítá s kombinováním lyží a snowboardu.

Většina francouzských středních škol obnovila výuku, protesty ale pokračují

Po úterních rozsáhlých pouličních protestech studentů v celé Francii byla dnes ve většině francouzských středních škol obnovena výuka, i když na některých místech podle agentury AFP pokračovaly blokády a protesty. Vláda chce ve školách vyhradit čas na diskuse o problémech studentů. Ti si stěžují například na nedostatek učitelů, špatné vybavení škol, přeplněnost tříd a přetíženost rozvrhů. Studentské svazy středoškoláků i vysokoškoláků vyzývají k novým protestním pochodům v Paříži i dalších městech ve čtvrtek.

Trump chce kvůli případu údajného moru na Sibiři hovořit s Putinem

Americký prezident Donald Trump uvedl, že chce brzy hovořit s ruským prezidentem Vladimirem Putinem o úmrtí laborantky ve výzkumném centru zabývajícím se morem na Sibiři. Případ vyvolal otázky ohledně možného plicního moru a přiměl Spojené státy požádat Moskvu o další informace.

Česko ve Wembley nestačilo na Anglii, Kane se trefil dvakrát

Česká reprezentace dál čeká na první body pod trenérem Santim Deniou. Ve čtvrtém utkání skupiny A3 Ligy národů prohrála ve Wembley s Anglií 0:3. O výsledku se rozhodovalo především kolem přestávky. Vladimír Coufal nejprve nešťastně skóroval do vlastní branky, poté se dvakrát prosadil Harry Kane.

Nepál ukončil pátrání po obětech povodní, 5285 lidí je stále pohřešováno

Nepál ukončil pátrání po obětech ničivých povodní z 26. srpna, přestože stále zůstává pohřešováno 5285 lidí. Rozhodnutí vlády vyvolalo mezi rodinami obětí smíšené reakce. Někteří příbuzní se s ukončením pátrání odmítají smířit a požadují, aby záchranáři pokračovali, jiní už chtějí především získat úmrtní listy a uzavřít bolestnou kapitolu, uvedla agentura AP.

WHO žádá od Ruska další informace ohledně situace s morem na Sibiři

Světová zdravotnická organizace (WHO) požádala ruské úřady o informace ohledně zpráv médií, že se v sibiřském ústavu pro boj proti moru nakazil další zaměstnanec, uvedla dnes agentura Reuters. Kreml uvedl, že Rusko organizaci o epidemiologické situaci řádně informovalo. Laborantka zmíněného irkutského ústavu podle ruských médií nedávno zemřela na plicní mor, zatímco ruské úřady výskyt moru popírají a tvrdí, že mladá žena podlehla zápalu plic nezjištěného původu.

Ruské útoky si vyžádaly 19 mrtvých a desítky zraněných

Téměř dvě desítky mrtvých a desítky raněných si vyžádaly v ukrajinských městech ruské útoky podniknuté během noci a rána, uvedly dnes ukrajinské úřady.

Proředění australského lesa podpořilo růst stromů i ukládání uhlíku

Třicet let starý experiment v australském státě Victoria ukázal, že výrazné proředění lesa nemusí znamenat dlouhodobou ztrátu uhlíku ani horší podmínky pro volně žijící živočichy. Stromy ponechané na místě vyrostly do větších rozměrů a proředěné porosty postupně obnovily zásoby uhlíku odebraného při těžbě.

Spielberg převezme kreativní dohled nad Transformers. Michael Bay jedná o návratu

Steven Spielberg se výrazněji zapojí do dalšího hraného filmu ze série Transformers. Vedle role výkonného producenta bude společně s Lorenzem di Bonaventurou dohlížet také na kreativní směřování projektu. K sérii by se mohl vrátit i Michael Bay, který podle TheWrap jedná o režii.

Trump se úplně nemýlí. Hormuz je problém Asie, překvapil singapurský ministr

Americký prezident Donald Trump se „úplně nemýlí“, když tvrdí, že narušení tranzitů v Hormuzském průlivu je problém Asie. Na summitu Milken Institute v Singapuru to řekl singapurský ministr zahraničí Vivian Balakrishnan. Také uvedl, že kontrola Íránu nad úžinou by mu poskytla potenciálně silnější páku než jaderná zbraň.

Húsiové zasáhli letiště v Jemenu, hlásí se i k útokům na Saúdskou Arábii

Dvě rakety a drony s výbušninami vystřelené jemenskými povstalci Húsíi dnes v noci zasáhly mezinárodní letiště v jemenském Adenu, uvedlo podle serveru televize Al-Džazíra jemenské ministerstvo dopravy. Balistická raketa byla zachycena také severně od saúdskoarabské metropole Rijádu a rebelové se hlásí i k dalším útokům.

Černá smrt je zpět? Experti hodnotí riziko šíření moru

Svět obletěly zprávy o možném úniku bakterie způsobující plicní mor z laboratoře Irkutského výzkumného protimorového institutu na Sibiři. Laborantka Daria Shipilova (28 let) sama nahlásila, že rozbila zkumavku s živými bakteriemi. Podle úřadů zemřela na zápal plic neznámého původu a desítky lidí skončily v karanténě. Podle místních médií se žena nakazila plicním morem. Jak je tato nemoc nebezpečná a máme se bát?

Objednávky německého průmyslu se propadly o 10,6 procenta. Analytici čekali jen mírný pokles

Objednávky německého průmyslu se v srpnu meziměsíčně snížily o 10,6 procenta. Pokles byl výrazně hlubší, než očekávali analytici. Velkou část propadu ale způsobilo odeznění mimořádně vysokých zakázek na letadla, lodě, vlaky a vojenská vozidla z předchozího měsíce.

Ať Írán klidně zničí Los Angeles a San Diego. Trump v předvolebním projevu šokoval

Americký prezident Donald Trump způsobil bouři svým projevem na volebním mítinku v Nebrasce. Řekl, že Írán klidně může zničit Los Angeles a San Diego, čímž vyvolal ostrou kritiku ze strany představitelů těchto měst. Hovoří dokonce o „vlastizrádném“ prohlášení. Bílý dům se snaží tento požár uhasit. Trump podle něj jen varoval, že tato města by mohla být ohrožena, kdyby nezahájil válku s Íránem.

Kosovo má novou prezidentku. Parlament odvrátil předčasné volby na poslední chvíli

Kosovský parlament zvolil novou prezidentkou ekonomku Justinu Shiroka Pulu. Poslanci rozhodli prakticky na poslední chvíli před vypršením ústavní lhůty a odvrátili tak rozpuštění parlamentu a další předčasné volby. Dohodě předcházely spory o omezení pravomocí tribunálu v Haagu, který soudí válečné zločiny spojené s Kosovem.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama