Reklama
6 C
Czech
Středa 11. března 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

U amerického konzulátu v Torontu se střílelo, incident se obešel bez zranění

Kanadská policie vyšetřuje střelbu u amerického konzulátu v Torontu. Na místě byly nalezeny důkazy o výstřelu, přičemž nebyla hlášena žádná zranění. K incidentu došlo v úterý v brzkých ranních hodinách, policie zatím neidentifikovala žádného podezřelého.

Ruské dronové útoky na Charkov a Dnipro zranily přes 20 lidí

Rusko v noci na dnešek podniklo další sérii dronových útoků na Ukrajinu. V Charkově a Dnipru při nich utrpělo zranění více než 20 lidí, uvedly místní úřady. Naopak Moskva tradičně bez podrobností informuje o likvidaci útočících ukrajinských dronů.

Sestra Kim Čong-una kritizovala USA a Jižní Koreu za společné vojenské cvičení

Sestra severokorejského vůdce Kim Jo-čong v dnešním prohlášení kritizovala USA a Jižní Koreu za uspořádání společného vojenského cvičení a varovala, že jakékoli ohrožení bezpečnosti KLDR bude mít vážné následky. Informovaly o tom agentury AP a Reuters. Spojenci zahájili jedenáctidenní cvičení Freedom Shield (Štít svobody) v pondělí.

Írán je podle ministra zahraničí připraven pokračovat v raketových úderech

Írán je připraven pokračovat v raketových úderech, dokud to bude nutné. V rozhovoru s americkou veřejnoprávní stanicí PBS to prohlásil íránský ministr zahraničí Abbás Arakčí. Poznamenal rovněž, že po amerických a izraelských útocích na jeho zemi neočekává žádná další jednání o íránském jaderném programu.

Ukrajina téměř zcela vytlačila Rusy z Dněpropetrovské oblasti, tvrdí generál

Ukrajina během své nedávné protiofenzivy téměř zcela vytlačila ruská vojska z Dněpropetrovské oblasti. Zbývá osvobodit tři vesnice, uvedl v rozhovoru se serverem RBK-Ukrajina ukrajinský generál Oleksandr Komarenko. Tvrzení nelze ve válečných podmínkách bezprostředně ověřit z nezávislých zdrojů.

Trump poslal ceny ropy dolů, trhy však reagují předčasně

Ceny ropy klesají po několika vyjádřeních amerického prezidenta Donalda Trumpa o tom, že válka s Íránem se chýlí ke konci. Trhy nicméně začaly pracovat s koncem konfliktu ještě dříve, než k němu došlo, varoval expert. Americký dolar po Trumpových komentářích oslabil a akcie posílily.

Izrael čeká dlouhou ofenzivu v Libanonu

Izrael počítá s tím, že boj proti Hizballáhu v Libanonu potrvá déle než současná válka s Íránem, napsaly Financial Times. Operace může pokračovat i po případném příměří s Teheránem a podle izraelských plánů má oslabit hnutí natolik, aby sever země přestal žít ve stínu další evakuace.

Válka s Íránem brzy skončí, ujistil Trump

Americký prezident Donald Trump v pondělí ujistil republikány, že válka s Íránem nepotrvá dlouho. Konflikt nicméně podle něj skončí až ve chvíli, kdy USA splní všechny své válečné cíle. Írán reagoval s tím, že válka skončí, až to dovolí.

Íránská televize označila nového vůdce Modžtabu Chameneího za zraněného ve válce

Moderátoři íránské státní televize při nedělním oznámení jména nového nejvyššího duchovního Modžtaby Chameneího uvedli, že byl zraněn v "ramadánové válce", což je označení, které íránská média používají pro současný konflikt s USA a Izraelem. Analytik ale později v živém vysílání naznačil, že nyní 56letý Chameneí mohl být zraněn v irácko-íránské válce v 80. letech. Jak byl nový vůdce zraněn, tak z vysílání íránské televize není jasné, napsala agentura AP.

KOMENTÁŘ: Trump zlehčuje ropný šok. Uklidní svět uvolnění komoditních rezerv?

Pokračující válka na Blízkém východě vyhnala ceny ropy v jednu chvíli až na cenu 116 dolarů za barel. Napětí na trhu má ulevit plán států skupiny G7 na uvolnění ropných rezerv. O jaké množství černého zlata jde? A jak situaci komentuje prezident Donald Trump?

Výbuch v Lutychu poškodil synagogu. Antisemitský útok, míní belgická vláda

Belgické úřady vyšetřují pondělní výbuch před synagogou v Lutychu na východě země. Exploze poškodila budovu i okolní objekty, incident se obešel bez zranění. Podle představitelů státu šlo o cílený antisemitský čin.

Šéf rakouské veřejnoprávní ORF odstoupil z funkce kvůli obvinění z obtěžování

Šéf veřejnoprávní rakouské rozhlasové a televizní stanice ORF Roland Weissmann dnes z funkce s okamžitou platností odstoupil. Informovala o tom agentura APA s odvoláním na vedení rady této stanice. Weissmanna jedna ze zaměstnankyň obvinila ze sexuálního obtěžování, ten to ale popírá. Jeho právní zástupce oznámil právní kroky.

Trump naznačil, že o konci války s Íránem rozhodnou Spojené státy

Americký prezident Donald Trump v telefonickém rozhovoru s izraelským serverem The Times of Israel (ToI) naznačil, že o konci bojů s Íránem rozhodnou Spojené státy. Zároveň si šéf Bílého domu nemyslí, že bude nutné, aby Izrael ve válce pokračoval bez účasti USA.
Reklama
Reklama
Reklama
Reklama