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

Ye pod tlakem politiků odkládá koncert ve Francii

Ye měl vystoupit v Marseille, místo toho ale koncert odkládá. Americký rapper čelí tlaku politiků i dozvukům svých kontroverzí z posledních let. Jeho návrat se tak zatím odkládá.

Druhá masová střelba na škole v Turecku v jednom týdnu. Tentokrát čtyři mrtví

Nejméně čtyři lidé přišli o život a další utrpěli zranění při střelbě na střední škole Ayser Çalık v provincii Kahramanmaraş na jihu Turecka. Podle dostupných údajů je mezi zraněnými několik osob v kritickém stavu.

KOMENTÁŘ: Válka v Íránu připravila luxusní značky o miliony. Módní byznys sčítá nečekané ztráty

Válka na Blízkém východě odvála turisty z destinací na Arabském poloostrově, což se okamžitě propsalo do tržeb sektoru s luxusním zboží. Francouzský gigant Kering, který stojí za značkami jako Gucci nebo Yves Saint Laurent, hlásí pokles tržeb a výplach na burze. Příbuzné společnosti na tom nejsou o moc lépe.

Slovensko prodloužilo dvojí ceny nafty, zrušilo finanční limit při tankování

Slovensko o dalších 30 dnů prodlouží uplatňování dvojích cen nafty. Současně od pátku zruší stávající maximální limit 400 eur (9740 Kč) pro jedno tankování tohoto paliva u čerpacích stanic. Rozhodla o tom dnes vláda, která tak potvrdila dřívější oznámení premiéra Roberta Fica. Dvojí ceny nafty, které v praxi vedly k vyšším cenám tohoto paliva pro vozidla registrovaná v zahraničí, už kritizovala Evropská komise (EK).

Největší ledovec světa se po téměř 40 letech rozpadl

Kdysi největší ledovec světa A23a definitivně zmizel z mapy. Po téměř čtyřiceti letech od svého vzniku se rozpadl na menší kry a postupně roztál v teplejších vodách jižního Atlantiku. Jeho dlouhá pouť, která měřila tisíce kilometrů, tak dospěla ke svému definitivnímu konci.

Magyar oznámil, že ho maďarský prezident pověří sestavením vlády

Vítěz maďarských voleb Péter Magyar dnes po jednání s prezidentem Tamásem Sulyokem oznámil, že ho hlava státu pověří sestavením nové vlády. Informovala o tom agentura Reuters. Magyarova dosud opoziční strana Tisza získala v nedělních volbách ústavní většinu, a ukončila tak šestnáctiletou vládu Fideszu dosavadního premiéra Viktora Orbána.

Noční ruský útok zabil ženu, několik lidí zranil, uvedla Ukrajina

Ruské útoky dronů a balistických raket na Ukrajinu v noci na dnešek zabily nejméně jednu ženu a několik lidí zranily. Oznámily to ukrajinské úřady, podle kterých úderům čelily mimo jiné města Záporoží, Dnipro či Čerkasy. Na Slovjansk ruská invazní armáda shodila leteckou pumu, zranila jednoho člověka, zničila dětské sportoviště a poničila desítky domů, sdělil šéf městské správy Vadym Ljach. Ukrajinské letectvo na síti Telegram uvedlo, že ruské síly v noci na Ukrajinu vypustily 324 dronů a tři balistické rakety Iskander-M. Ruské ministerstvo obrany informovalo o sestřelení 85 ukrajinských dronů.

Warsh přiznal investice do kryptofirem a blockchainu

Kevin Warsh, kterého Donald Trump navrhl do čela americké centrální banky, měl podle finančního přiznání investice v řadě kryptoměnových firem a projektů. Záběr je široký, od DeFi přes infrastrukturu pro bitcoin až po sítě navázané na ethereum. Většinu těchto podílů slíbil prodat.

Uber mění strategii. Investuje miliardy do robotaxi

Uber prochází největší proměnou ve své historii. Společnost, která si vybudovala jméno na modelu sdílené ekonomiky bez vlastních aut, teď mění kurz a sází miliardy na robotaxi. Celkem chce do autonomních vozidel investovat přibližně 10 miliard dolarů (přes 200 miliard korun).

Američané v Hormuzském průlivu zadrželi první tankery

Provedli jsme úplnou blokádu Hormuzského průlivu, uvedlo v prohlášení americké ústřední velitelství CENTCOM s tím, že námořnictvo Spojených států má v oblasti Perského zálivu absolutní převahu. Americký torpédoborec už zadržel dva ropné tankery mířící do íránských přístavů.

Norsko chce Ukrajině pomoci s výrobou dronů i munice

V Norsku se budou vyrábět ukrajinské drony a Oslo Ukrajině pomůže navýšit výrobu munice a systémů protivzdušné obrany. Oznámila to dnes podle agentury Reuters vláda skandinávské země, kterou navštívil ukrajinský prezident Volodymyr Zelenskyj. Země chtějí posílit vzájemnou spolupráci v oblasti obrany, uvedla vláda v Oslu.

Jednání ve Washingtonu mezi Izraelem a Libanonem bylo pozitivní, tvrdí strany

Odpolední jednání ve Washingtonu mezi Izraelem a Libanonem bylo pozitivní. Podle médií to tvrdí zúčastněné strany. Jednalo se o první setkání na podobné úrovni za více než 30 let. Přítomni byli velvyslanci obou zemí i americký ministr zahraničí Marco Rubio, připomínají agentury. Americké ministerstvo zahraničí uvedlo, že se strany dohodly na zahájení přímých rozhovorů. Izrael nyní okupuje část jižního Libanonu, což odůvodňuje útoky šíitského hnutí Hizballáh a svou bezpečností. Libanon toto narušení své suverenity odmítá.

Maďarsko musí urychlit reformy, aby získalo zmrazené fondy EU, uvedla šéfka EK

Maďarsko potřebuje urychleně pracovat na reformách, které jsou potřeba k uvolnění zmrazených unijních fondů. Po telefonátu s maďarským opozičním lídrem a vítězem nedělních voleb Péterem Magyarem to dnes uvedla předsedkyně Evropské komise Ursula von der Leyen. Maďarsko se podle ní po volbách vrátilo do samého srdce Evropy, kam vždy patřilo.

Taylor Swift získala nejvíc nominací na American Music Awards 2026

American Music Awards letos znovu ukazují, kdo právě kraluje hudební scéně. Nejvíc nominací získala Taylor Swift, ale těsně za ní se drží i další velká jména a nováčci, kteří letos patří k nejvýraznějším objevům.

Bývalý student na střední škole v Turecku začal střílet po žácích, šestnáct lidí zranil

Střelec na střední škole v jihovýchodním Turecku zahájil palbu po žácích. Útočník, přibližně osmnáctiletý muž, zranil nejméně šestnáct lidí, pak obrátil zbraň proti sobě a zastřelil se.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama