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

Čína popravila vraha herního magnáta

Čína popravila muže odsouzeného za vraždu herního magnáta a miliardáře Lina Qiho. Za jeho smrtí stál bývalý obchodní partner Xu Yao, který Lina v roce 2020 otrávil poté, co byl vyhozen z vedení klíčového projektu.

Největší firemní držitel bitcoinu splácí dluh

Společnost Strategy, největší firemní držitel bitcoinu na světě, tentokrát nenavyšovala svou kryptoměnovou zásobu. Firma kolem Michaela Saylora použila hotovost na odkup části svého dluhu a ubrala tak z objemu závazků, které souvisejí s její bitcoinovou strategií.

Michigan tvrdě doplácí na extrémní počasí

Michigan se stále častěji řadí mezi americké státy, které nejcitelněji zasahují projevy klimatické krize. Loni tam úřady zaznamenaly 33 tornád a oblast se potýkala také se silnými záplavami. Výzkumníci upozorňují, že souvislost s měnícím se klimatem už nelze přehlížet.

V Belgii se srazil vlak se školním minibusem, zemřeli dva žáci, řidič a doprovod

V belgickém Buggenhoutu severně od Bruselu se dnes ráno srazil vlak se školním minibusem, podle belgického ministra dopravy při srážce zahynuli dva mladiství, řidič a jeden další dospělý. Ministr vnitra bez dalších podrobností na síti X vyjádřil soustrast rodinám obětí a popřál mnoho sil zraněným. Podle informací médií se ve voze kromě řidiče nacházelo sedm žáků a jedna doprovázející osoba.

NOAA letos očekává mírnou hurikánovou sezónu. Bouře ale mohou rychle sílit

Letošní sezóna hurikánů v Atlantiku bude klidnější než obvykle. Totéž se však nedá říct o hurikánové sezóně ve východním Pacifiku. Vliv na to bude mít klimatický jev El Niño, který letos podle meteorologů dosáhne nebývalé intenzity.

Americké údery na Írán znovu ženou ceny ropy vzhůru

Po pondělním výrazném poklesu ceny ropy Brent v úterý vzrostly o více než 2 procenta. Trhy tak reagují na proměnlivou situaci na Blízkém východě. Americký prezident Donald Trump avizoval brzké ukončení války, zatímco americká armáda udeřila na cíle v jižním Íránu. Íránský ministr zahraničí Abbás Aráqčí jednal v Dauhá o mírové dohodě s katarským premiérem.

Novým premiérem Senegalu se stal ekonom Lo, jmenoval ho prezident

Novým premiérem Senegalu se stal ekonom Ahmadou Al Aminou Lo, do funkce ho dnes jmenoval prezident Bassirou Diomaye Faye. Podle agentur AFP a Reuters o tom informovala senegalská televize. Premiérské křeslo se uvolnilo poté, co prezident v minulém týdnu po měsících sporů a rostoucím ekonomickém tlaku na zemi odvolal Ousmaneho Sonka a rozpustil vládu.

Španělsko potvrdilo druhý případ hantaviru u pasažéra z výletní lodi

U španělského občana, který byl v Madridu umístěn do karantény po vylodění z výletní lodi MV Hondius, potvrdily testy hantavirus. Podle agentur AFP a Reuters to v pondělí oznámilo španělské ministerstvo zdravotnictví. Jde o druhý případ mezi 14 španělskými pasažéry, kteří byli po evakuaci umístěni do karantény.

Lavrov informoval Rubia o chystaném ruském útoku na Kyjev

Ruský ministr zahraničí Sergej Lavrov včera telefonicky informoval svého amerického kolegu Marka Rubia o připravovaném ruském úderu na Kyjev. Informovala o tom agentura Reuters s odvoláním na prohlášení ruské diplomacie. Rusko vyzvalo zahraniční diplomaty v Kyjevě, aby město opustili, neboť ruské síly se v metropoli připravují udeřit na cíle spojené s ukrajinskou armádou. Rusko úder zdůvodňuje jako odvetu za ukrajinský útok na okupovaný Starobilsk, kde podle tvrzení Moskvy zasáhli Ukrajinci internátní školu.

USA během příměří udeřily na jižní Írán

Americká armáda v pondělí provedla preventivní údery na cíle v jižním Íránu, uvedlo ústřední velení CENTCOM. Útok byl zaměřen na raketová odpaliště a lodě pokládající miny. Írán na útok zatím nereagoval a není jasné, zda bude mít nějaký vliv na probíhající jednání.

KLDR ze západního pobřeží odpálila několik raket, včetně balistické

Severní Korea dnes ze západního pobřeží vystřelila do Žlutého moře několik raket, včetně alespoň jedné balistické rakety krátkého doletu. S odvoláním na jihokorejskou armádu to napsala agentura Reuters.

Írán po téměř třech měsících obnoví přístup k internetu

Íránský prezident Masúd Pezeškján nařídil obnovit mezinárodní internetové připojení po téměř třech měsících blackoutu. Podle státních médií má země znovu otevřít přístup ke globálnímu internetu, který úřady výrazně omezily po začátku války se Spojenými státy a Izraelem. Přesný termín ani způsob obnovení připojení zatím vláda neoznámila.

Japonské lesy po válce spustily ekologický problém i vlnu alergií

Japonsko každé jaro zaplaví pylová sezona, která milionům lidí komplikuje běžný život. Lidé nosí roušky, kupují léky a města sledují pylové mapy podobně jako předpověď počasí. Za problémem ale nestojí jen klima nebo znečištěné ovzduší. Hlavní příčina sahá až do 50. let minulého století, kdy země po válce masivně zalesňovala holé svahy.

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.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama