přejít na obsah přejít na navigaci

Linux E X P R E S, Otvorené dáta vo fyzikálnom experimente CMS

VariCAD

Otvorené dáta vo fyzikálnom experimente CMS

simul.jpg

V tomto článku si ukážeme vzťah, ktorý existuje medzi fyzikálnymi experimentami a otvorenými dátami. Najprv si ale povieme viac o jednom (názornom) fyzikálnom experimente, v ktorom sa poskytujú otvorené dáta.


Experiment CMS v LHC

CMS (Compact Muon Solenoid) je jeden z experimentov vo Large Hadron Collider (Veľký hadrónový urýchľovač) a pohnútkou jeho stavby bolo hľadanie novej fyziky.

Čo presne študuje experiment CMS? Hľadá širokú škálu častíc a javov vzniknuté pri vysokoenergetických zrážkach protónov a iónov.

Experiment sa zameriava hlavne na odchýlky pri zrážkach. Keďže hmotnosť a ďalšie parametre známych častíc poznáme, akákoľvek minimálna nezrovnalosť by predznamenala nájdenie nových častíc alebo síl. Tento výskum nám pomôže zodpovedať, z čoho sa vesmír skladá a aké sily v ňom hrajú rolu.

Compact Muon Solenoid (foto Eetwartti, CC BY-SA 1.0/2.0/2.5/3.0 + GNU FDL) Compact Muon Solenoid (foto Eetwartti, CC BY-SA 1.0/2.0/2.5/3.0 + GNU FDL)

V experimente CMS figuruje gigantický detektor s priemerom 15 metrov a dĺžkou 29 metrov. Celá stavba má neuveriteľných 14000 tón. Začiatok stavby detektora sa datuje od roku 1992 a trvala 16 rokov. Do stavby a vyladení detektora sa podieľalo 2900 vedcov (vrátane 1000 doktorandov), cez 1000 inžinierov a technikov. Presne 182 inštitúcii a výskumných stredísk z 42 krajín sa zapojilo.



Otvorené dáta z CMS experimentu

Vedecký tím, ktorý má na starosti experiment CMS, dňa 22. apríla 2016 zverejnil viac ako 300 terabajtov vysoko kvalitných otvorených dát. Z toho 100 TB sú dáta z protónových zrážok o energii 7 TeV. Údajne tvoria polovicu dát zozbierané v roku 2011. Predpokláda sa, že druhá časť bude neskôr zverejnená.

Predchádzajúce vydanie dát bolo z novembra 2014. Vtedy bolo zverejnených 27 TB dát nazhromaždených v roku 2010. Dáta boli sprístupnené cez CERN Open Data Portal. Tento portál bol pripravený členmi oddelenia IT a vedeckej informačnej služby v CERNE.

Ukážka vizualizácie dát na portáli (rozpad bozónu W na elektrón a neutríno) Ukážka vizualizácie dát na portáli (rozpad bozónu W na elektrón a neutríno)

Časť otvorených dát sú vo formáte „primárnych dátových súborov“. Tento formát je takzvaný surový formát dát a vedci ho využívajú pre výskum. Sú menej náročné na výpočtový výkon a tak môžu stredné a vysoké školy jednoducho analyzovať dáta.

Ďalší typ dát sú takzvané „simulované dáta“. Majú využívať rovnaký typ softvéru, ako už spomínané primárne dátové súbory. Simulácie sú vo vedeckom svete veľmi dôležite, obzvlášť pri fyzikálnom výskume. K simulovaným dátam sú pribalené rôzne analytické nástroje a rôzne príklady kódu na prácu so simuláciami. Pre spustenie simulovaných dát(aj primárnych dátových súborov) je určený virtuálny stroj na báze CernVM. Tento nástroj na analýzu dát je možné stiahnuť aj z portálu.

Simulované dáta – vznik Higgsovho bozónu (Lucas Taylor / CERN, CC BY-SA 3.0) Simulované dáta – vznik Higgsovho bozónu (Lucas Taylor / CERN, CC BY-SA 3.0)

Posolstvo otvorených dát v experimente CMS

Údaje boli zverejnené v súlade s politikou otvorených dát. Ako vysvetľuje stanovisko tejto politiky vedkyňa pracujúca na experimente CMS Kati Lassila-Perini: „Členovia tímu experimentu CMS dali do výskumu mnoho úsilia a tisíce odpracovaných hodín od servisných prác za účelom spustenia prevádzky detektora CMS, po zbieranie dát pre výskum až po našu analýzu dát. Avšak, celý tím nevidí ani jediný dôvod, prečo by naše získané dáta nemohli byť k dispozícii pre verejnosť.“

A že jej slová nadobúdajú vážnosť a zmysel, ukážeme si využitia dát.  Ako sme už hovorili, dáta už boli prvý raz vydané v novembri 2014. Po zverejnení sa našla skupina teoretických fyzikov z MIT, ktorá zobrala dáta a skúmala spŕšky hadrónov v experimente CMS. Hadrón je taká subatomárna častica, ktorá sa skladá len z kvarkov alebo antikvarkov. Typickým príkladom je protón či neutrón.

Infraštruktúra experimentu CMS (foto Rama, CC BY-SA 2.0 + CeCILL) Infraštruktúra experimentu CMS (foto Rama, CC BY-SA 2.0 + CeCILL)

Výsledky ich snaženia okorenili novými poznatkami fyzikálnu vedu. Ďalším príkladom pre pozitívum otvorených dát vo fyzikálnom experimente bola dvojica vysokoškolákov, ktorá pomocou dát z experimentu CMS vytvorili rôzne grafy a ďalšie materiály pre skvalitnenie výučby fyziky.

Kati Lassila-Perini dodáva: „Sme veľmi radi, že môžeme naše poznatky šíriť ďalej a že ich využitie nie je len vo výskume, ale svoje uplatnenie nájdu aj v oblasti vzdelávania.“

Poznámka autora: Vidíte, aký vplyv majú otvorené dáta na ľudskú spoločnosť. Pevne verím, že budúcnosť je len v otvorených dátach.

Nahoru

Přidat téma diskuse

Nejsou podporovány žádné značky, komentáře jsou jen čistě textové. Více o diskuzích a pravidlech najdete v nápovědě.
Diskuzi můžete sledovat pomocí RSS kanálu rss



 
 

Top články z OpenOffice.cz

Eduard Boldižár

Eduard Boldižár

Som redaktorom stránky astrotech.cz. Mám 25 rokov. Medzi moje záľuby patrí astronómia, sci-fi literatúra a programovanie.


  • Distribuce: ubuntu
  • Grafické prostředí: unity



Public Relations

5 důvodů, proč si pořídit řešení Juniper s Mist AI

JuniperI když jsou kabelové a bezdrátové sítě pro podnikání důležitější než kdykoli dříve a stávají se kritickou infrastrukturou i pro malé podniky, je udržování provozu sítě vzhledem k velkému počtu mobilních zařízení, internetu věcí (IoT) a škále hardwaru, operačních systémů a aktuálně používaných aplikací stále těžší a těžší.

Pokračování ...


Arrow

Public Relations

Úsměv namísto podpisu a robot na místě prodavače

IT Systems 11/2020V novém vydání IT Systems se věnujeme trendům v digitalizaci bankovnictví a finančního sektoru, který je sice vnímán jako velmi konzervativní odvětví, ale ve vztahu k informačním technologiím patří naopak mezi ty nejprogresivnější. Tlak konkurence i nebankovních institucí a požadavky zákazníků totiž nutí celé odvětví, aby přijímalo nejnovější technologie.

Pokračování ...


Redakční blog

Pavel Fric

Pavel Fric, 21. August

Sayonara Player 1.5.1

Přehrávač, jak má být. Poslední dobou vývoj šlape


Pavel Fric

Pavel Fric, 26. January

MuseScore 3

První aktualizace třetí řady notačního editoru MuseScore


Redakce

Redakce, 21. December

Pište pro LinuxEXPRES

Baví vás Linux? Pište o něm, není to nic těžkého. LinuxEXPRES hledá nové autory.


Všechny blogy »

ZWsoft