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.

 

 

Reklama

Doporučujeme

Americká delegace v pondělí přijede na jednání do Islámábádu, Írán účast odmítá

V pondělí večer bude v pákistánské metropoli Islámábádu americká delegace, aby tam jednala s Íránem o dohodě, napsal dnes na síti Truth Social americký prezident Donald Trump. Zároveň Íránu pohrozil zničením všech elektráren a mostů v zemi, pokud nepřijme dohodu, kterou nabízejí Spojené státy. Agentura Tasním ale později uvedla, že Írán do Islámábádu delegaci nevyšle, dokud bude Washington pokračovat v blokádě lodí plujících do íránských přístavů.

Muchová ve Stuttgartu titul nezískala, ve finále nestačila na Rybakinovou

Karolína Muchová na turnaji ve Stuttgartu na titul nedosáhla. Ve finále narazila na Jeleny Rybakinovou a podlehla jí 5:7 a 1:6. Česká tenistka tak třetí trofej kariéry nepřidala, přesto si v žebříčku polepší.

V Bulharsku se konají osmé parlamentní volby za posledních pět let

V Bulharsku se dnes ráno otevřely hlasovací místnosti a začaly již osmé parlamentní volby za posledních pět let. Podle agentury AFP je hlavním favoritem strana bývalého prezidenta Rumena Radeva, který je považován za prorusky orientovaného a který mimo jiné slibuje sestavení nové vlády a boj proti korupci. Volební místnosti se uzavřou ve 20:00 místního času (19:00 SELČ). První odhady výsledků se čekají hned poté, jasno o vítězi by mohlo být v noci či v pondělí ráno.

Ztracená krajina pod Severním mořem byla plná stromů

Doggerland, dnes zatopená pevnina pod Severním mořem, byl zřejmě mnohem zelenější a živější, než se dosud předpokládalo. Nová analýza staré DNA ukazuje, že tam už před více než 16 tisíci lety rostly duby, jilmy a lísky. Krajina tak mohla nabízet zázemí pro zvířata i první lidské skupiny dlouho předtím, než se lesy běžně rozšířily v Británii a severní Evropě.

Předseda íránského parlamentu: Jednání s USA pokročila, k dohodě je však daleko

V jednáních se Spojenými státy nastal pokrok, uvedl v sobotu v noci předseda íránského parlamentu Mohammad Bágher Ghálíbáf. Od dosažení závěrečné dohody jsou však obě země podle jeho vyjádření daleko. Informovala o tom dnes agentura AFP.

Stavba tanečního sálu v Bílém domě může pokračovat, rozhodl odvolací soud

Americký odvolací soud umožnil pokračování kontroverzní přestavby Bílého domu, kterou prosazuje prezident Donald Trump. Projekt zahrnuje výstavbu nového tanečního sálu i rozsáhlého podzemního komplexu.

Výbuch na jihu Libanonu zabil izraelského vojáka, dalších devět je zraněno

Výbuch v jižním Libanonu si vyžádal život jednoho izraelského vojáka, dalších devět je zraněno, z toho jeden vážně. S odkazem na izraelskou armádu o tom dnes informovala agentura Reuters.

KLDR odpálila několik balistických střel, oznámily sousední země

Severní Korea v noci na dnešek odpálila několik balistických střel, oznámily sousední země. Podle agentury AFP se jedná o nejnovější z řady odpalů, které tento jadernými zbraněmi vyzbrojený stát v poslední době provedl. Střely podle jihokorejské armády mířily východním směrem. Japonské ministerstvo obrany později uvedlo, že střely dopadly do vod u východního pobřeží Severní Koreje.

Hizballáh odmítl obvinění ze zabití francouzského vojáka mise OSN v Libanonu

Na jihu Libanonu byl dnes při přestřelce s neznámými ozbrojenci zabit francouzský voják mírových jednotek OSN (UNIFIL) a další tři byli zraněni. Oznámil to francouzský prezident Emmanuel Macron na síti X a z útoku obvinil militantní hnutí Hizballáh, které ale svoji účast popřelo. Libanonský premiér Naváf Salám úder odsoudil a nařídil okamžité vyšetření incidentu, ke kterému se zatím žádná strana nepřihlásila, píše agentura AFP.

Muž původem z Moskvy zabil na ulici v Kyjevě šest lidí, policie ho zastřelila

Nejméně šest lidí dnes zahynulo a dalších deset bylo zraněno poté, co útočník začal střílet z automatické zbraně na ulici v obytné čtvrti na jihu Kyjeva. Policie jej po neúspěšném pokusu o vyjednávání zastřelila při zásahu v supermarketu, kam se následně uchýlil se čtyřmi rukojmími. Oznámili to ukrajinští představitelé. Podle prokuratury útočil 58letý muž z Moskvy.

Po nočních ruských útocích jsou dva zranění v Charkovské oblasti

Ruský útok si v noci na dnešek vyžádal dva zraněné v Charkovské oblasti, informují místní úřady. V Černihivské oblast je po útoku na energetickou infrastrukturu bez proudu asi 380.000 odběratelů, uvedla distribuční společnost. Ruské úřady informovaly o ukrajinských útocích v Leningradské oblasti a na Ruskem anektovaném poloostrově Krym. Podle ukrajinských médií zasáhla Ukrajina také rafinerii v Samarské oblasti.

Izraelská armáda vytvořila v jižním Libanonu žlutou linii příměří, po vzoru Gazy

Izraelská armáda vytvořila v jižním Libanonu žlutou linii příměří. A to po vzoru obdobné linie, kterou po vyhlášení příměří v Pásmu Gazy vyznačila území, jež má pod kontrolou. Armáda zároveň uvedla, že za uplynulý den již udeřila na několik podezřelých, kteří se k této demarkační linii ze severní strany přiblížili, informuje dnes agentura AFP.

Nejméně dvě lodě se v Hormuzském průlivu dostaly pod palbu

Nejméně dvě obchodní lodě se dostaly pod palbu, když se pokusily proplout Hormuzským průlivem. S odkazem na bezpečnostní zdroje o tom dnes informuje agentura Reuters. Kapitán jednoho tankeru oznámil, že na plavidlo bez varování zahájily palbu čluny íránských revolučních gard.

Uvízlá velryba znovu upozornila na stav oceánů

U německého ostrova Poel už týdny bojuje o život keporkak, který uvízl v mělké vodě Baltského moře. Případ znovu otevírá otázku, jak silně člověk zasahuje do života velryb, ať už lodní dopravou, rybolovem, hlukem pod hladinou nebo proměnou mořského prostředí.

Obří televizní fúze dostala stopku

Americký soud dočasně zastavil spojení dvou velkých televizních společností Nexstar a Tegna. Jde o obchod za zhruba šest miliard dolarů, který by výrazně proměnil trh s místními televizními stanicemi ve Spojených státech.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama