-5.2 C
Czech
Čtvrtek 22. ledna 2026
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

Inflace v USA zůstává vyšší a Fed váhá se snižováním sazeb

Americká inflace se v závěru roku držela výš, než by si centrální banka přála. Ceny v listopadu meziročně zrychlily a spotřeba dál roste, takže prostor pro rychlé snižování úroků se zmenšuje. Do hry navíc vstupují cla, která znovu zdražují některé zboží.

Oteplování Arktidy stojí za extrémními mrazy v USA

Extrémní mrazy, sníh a led zasahují velkou část Spojených států. Meteorologové upozorňují, že nejde o náhodný výkyv počasí. Změny v Arktidě a úbytek mořského ledu podle nich hrají klíčovou roli.

Sesuvy půdy na Novém Zélandě zabily nejméně dva lidi, další se pohřešují

Silné deště, které v posledních dnech zasáhly Severní ostrov Nového Zélandu, způsobily rozsáhlé sesuvy půdy, při nichž zemřeli nejméně dva lidé. Několik dalších osob je pravděpodobně pohřbeno pod troskami.

Trump narazil na Nejvyšší soud. Cook z funkce zřejmě neodvolá

Americký Nejvyšší soud se zdráhá odvolat z funkce guvernérku Federálního rezervního systému (Fed) Lisu Cook, obává se totiž ztráty nezávislosti centrální banky. Kromě toho podle právníků neexistují žádné důkazy o údajném hypotečním podvodu, kterého se měla Cook dopustit.

Trump a Rutte dosáhli rámcové dohody o Grónsku

Americký prezident Donald Trump ve středu večer oznámil, že nezavede desetiprocentní cla na osm evropských zemí, které poslaly do Grónska vojáky, neboť vedl „produktivní" rozhovor s generálním tajemníkem Severoatlantické aliance (NATO), jenž slíbil řešení v otázce Grónska. Dohodli se podle něj na „rámci budoucí dohody".

V Japonsku pozastavili znovuzprovoznění největší jaderné elektrárny na světě

V Japonsku po několika hodinách pozastavili restart největší jaderné elektrárny na světě. Reaktor je ale stabilní, sdělil mluvčí firmy Tokyo Electric Power Company Holdings (TEPCO), která zařízení provozuje. Firma uvedla jaderný reaktor v elektrárně Kašiwazaki-Kariwa do provozu ve středu, a to navzdory přetrvávajícím obavám veřejnosti. Učinila tak poprvé od katastrofy v jaderné elektrárně Fukušima v roce 2011, po které Japonsko jaderné reaktory načas odpojilo.

Witkoff oznámil pokrok v jednáních o ukončení rusko-ukrajinské války

Jednání o ukončení rusko-ukrajinské války dosáhla velkého pokroku, zbývá dořešit poslední otázku, řekl dnes podle agentur Reuters a AFP na Světovém ekonomickém fóru (WEF) ve švýcarském Davosu zmocněnec amerického prezidenta Steve Witkoff. Dodal, že během dne odcestuje do Moskvy, aby ukončení konfliktu projednal s ruskými představiteli. Hlavní ukrajinský vyjednávač Rustem Umerov o něco dříve informoval o jednání s americkými zástupci v Davosu, hlavními tématy podle něj byly ekonomický rozvoj, poválečná obnova jeho země a bezpečnostní záruky.

ANALÝZA: Rusové používají zimu jako zbraň, Ukrajince ale nezlomí

Kovově šedivé nebe, prázdná okna a vyhaslé semafory se slévají do monolitické bezútěšnosti, zatímco teploty padají hluboko pod nulu. Pohled na města uprostřed zimy připomíná mrazivou dystopii. Pátý rok války a Rusové opět útočí na ukrajinskou energetickou infrastrukturu – intenzivněji než kdy předtím. Vojáci na frontě drží, tak my musíme taky, shodují se Ukrajinci. Jejich ducha se nepříteli zlomit nedaří.

Trumpova cla zastavila schvalování dohody EU s USA

Evropský parlament pozastavil práce na schvalování obchodní dohody mezi Evropskou unií a Spojenými státy, kterou obě strany uzavřely loni v létě. Krok přišel po víkendové hrozbě Donalda Trumpa, že uvalí cla na evropské země, pokud nepřistoupí na americkou kontrolu nad Grónskem.

Taylor Swift byla uvedena do Síně slávy skladatelů

Taylor Swift dosáhla dalšího významného milníku své kariéry. Byla uvedena do Síně slávy skladatelů a zapsala se do historie jako nejmladší žena, které se této pocty dostalo. Ocenění potvrzuje její výjimečné postavení mezi autory písní napříč generacemi.

KOMENTÁŘ: Prodávejte Ameriku. Novému trendu na investičních trzích se v USA smějí

Kvůli další eskalaci vztahů na ose mezi USA a Evropou, kterou způsobilo především nárokování Grónska ze strany Donalda Trumpa, se na investiční trhy vrací antiamerický sentiment. Ten radí prodat vše, co je navázané na USA. Tamní ministr financí se ale těmto snahám vysmál.

Je Grónsko pro Evropu budíčkem? Ursula von der Leyen volá po nezávislosti

Nastal čas chopit se této příležitosti a vybudovat novou nezávislou Evropu. S takovými slovy vystoupila na výročním zasedání Světového ekonomického fóra ve švýcarském Davosu předsedkyně Evropské komise (EK) Ursula von der Leyen.

Tučňáci posunuli své období pro páření. Hrozí kolaps

Globální oteplování mění chování mnoha druhů živočichů i rostlin. Nová desetiletá studie vedená organizací Penguin Watch na Oxfordské univerzitě a Oxford Brookes University teď odhalila dramatické změny v chování tučňáků v Antarktidě. Zvířata posunují své období pro rozmnožování.

Trump: Sami zjistíte, jak daleko jsem schopen ohledně Grónska zajít

Americký prezident Donald Trump odpověděl na otázku novinářů v zasedací místnosti Bílého domu před odletem do švýcarského Davosu, jak daleko je ochoten v otázce Grónska zajít, se slovy: „Dozvíte se to". Znovu tak vyvolal nejistotu mezi evropskými lídry, kteří varují před vojenskými akcemi na autonomním území Dánska, člena Severoatlantické aliance (NATO).
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama