Ziemia to złożony ekosystem, a nasze miejsce w nim zależy od wielu różnych czynników. Od stanu gleby, przez jakość powietrza, po zachowanie roślin i mikroorganizmów – zrozumienie naszego naturalnego świata i jego mieszkańców ma kluczowe znaczenie dla naszego przetrwania. Wraz z ciągłymi zmianami klimatu, badanie środowiska i jego różnorodnych form życia będzie zyskiwać na znaczeniu.
W październiku 2023 roku Advanced Photon Source (APS), ośrodek badawczy działający w ramach Biura Nauki w Argonne National Laboratory (Argonne National Laboratory) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE), oficjalnie uruchomi nowy program mający na celu rozszerzenie możliwości badań i analiz biologicznych i środowiskowych w wiodących laboratoriach świata. Pole rentgenowskie. Firma eBERlight otrzymała niedawno zgodę od programu Badań Biologicznych i Środowiskowych (BER) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych. Celem jest połączenie naukowców prowadzących eksperymenty w ramach misji BER z wiodącymi na świecie zasobami naukowymi w zakresie promieniowania rentgenowskiego APS. Rozszerzając dostęp do różnorodnych możliwości APS, twórcy eBERlight mają nadzieję odkryć nowe metody naukowe i przyciągnąć nowe, interdyscyplinarne zespoły badawcze, które zgłębią nowe perspektywy świata, w którym żyjemy.
„To szansa na stworzenie czegoś nowego, czego dotychczas w APS nie było” – powiedziała Caroline Michalska, krystalolog białek z Argonne National Laboratory, która kieruje pracami nad eBERlight. â�<„我们正在扩大准入范围,以适应更多的生物和环境研究，并且由于该计划是如此新,因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。” â�<„我们正在扩大准入范围,以适应更多的生物和环境研究，并且由于该计划是如此新，因”„Rozszerzamy dostęp, aby umożliwić prowadzenie większej liczby badań biologicznych i środowiskowych, a ponieważ program jest tak nowy, naukowcy, którzy będą korzystać z tego ośrodka, pomagają nam go rozwijać”.
Od momentu powstania w latach 90. XX wieku, APS jest liderem w dziedzinie „krystalografii makromolekularnej” w badaniach biologicznych. Naukowcy wykorzystują tę technologię, aby zgłębiać choroby zakaźne i wirusy, tworząc podwaliny pod szczepionki i metody leczenia. APS dąży obecnie do rozszerzenia swoich osiągnięć na inne dziedziny nauk przyrodniczych i środowiskowych.
Jednym z problemów związanych z tą ekspansją jest to, że wielu biologów i naukowców zajmujących się ochroną środowiska nie zdaje sobie sprawy z możliwości, jakie oferuje APS, aby pomóc im w rozwoju badań, i nie zna procesu wytwarzania jasnych promieni rentgenowskich obiektu. Podobnie, wielu naukowców nie wie, która z wielu stacji eksperymentalnych APS, zwanych liniami wiązek, jest najlepszym wyborem do ich eksperymentów, ponieważ każda stacja jest zoptymalizowana pod kątem konkretnej dziedziny nauki i technologii.
Michalska powiedziała, że właśnie tutaj wkracza eBERlight. Opisała go jako wirtualny ekosystem zaprojektowany, aby połączyć naukowców z odpowiednimi technologiami na właściwej ścieżce APS. Naukowcy przedstawią propozycje zespołowi eBERlight, który pomoże w dopasowaniu projektu eksperymentalnego do właściwego kanału do przeprowadzenia proponowanego badania. Dodała, że różnorodność możliwości APS oznacza, że eBERlight może mieć wpływ na wiele dziedzin biologii i nauk o środowisku.
„Przyglądamy się badaniom naukowców z BER i temu, jak możemy uzupełnić ich badania” – powiedziała. â�<„其中一些研究人员从未使用过APS 等同步加速器。 â�<„其中一些研究人员从未使用过APS 等同步加速器。„Niektórzy z tych badaczy nigdy nie korzystali z synchrotronu takiego jak APS.Uczą się, jakie narzędzia są dostępne i jakie kwestie naukowe można rozwiązać w APS, a których nie da się rozwiązać gdzie indziej.
„To szansa na zbudowanie czegoś nowego, czego wcześniej nie było w APS. Rozszerzamy zakres badań biologicznych i środowiskowych, a ponieważ są to nowe badania, naukowcy, którzy będą korzystać z tego ośrodka, pomagają nam rozwijać projekt. — Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Jeśli chodzi o konkretne dziedziny nauki, które będzie promować eBERlight, Michalska powiedziała, że obejmą one wszystko, od badań glebowych, przez uprawę roślin, formowanie się chmur, po biopaliwa. Stefan Vogt, zastępca dyrektora Działu Nauki Rentgenowskiej APS, dodał do listy obieg wody, zaznaczając, że informacje te mają kluczowe znaczenie dla lepszego zrozumienia zmieniających się warunków klimatycznych.
„Badamy zagadnienia związane z nauką o klimacie i musimy kontynuować ich badanie” – powiedział Vogt. â�<„我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。” â�<„我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。”„Musimy zrozumieć, jak zwalczać poważne konsekwencje ekologiczne zmiany klimatu”.
Chociaż eBERlight oficjalnie wystartował w październiku, APS pozostanie w rocznej przerwie w ramach kompleksowej modernizacji obiektu. W tym czasie zespół będzie pracował nad badaniami i rozwojem systemu pobierania próbek biologicznych i środowiskowych, tworzeniem baz danych oraz prowadzeniem działań informacyjnych w ramach programu.
Po ponownym uruchomieniu APS w 2024 roku, jego możliwości zostaną znacznie rozszerzone. Zespół eBERlight zawrze długoterminowe umowy z 13 kanałami APS reprezentującymi szeroki wachlarz technologii. Naukowcy pracujący w ramach eBERlight będą mieli również dostęp do zasobów Argonne, takich jak Argonne Computing Facility, gdzie znajdują się superkomputery Office of Science i superkomputery laboratoryjne Departamentu Energii (DOE Office of Science Office of Science), a także Centrum Zaawansowanej Charakterystyki Białka (Center for Advanced Protein Characterization), gdzie białka są krystalizowane i przygotowywane do analizy.
W miarę rozwoju programu będzie on korzystał z połączeń z innymi placówkami korzystającymi z usług Biura Naukowego DOE, takimi jak Laboratorium Nauk Molekularnych Środowiskowych Pacific Northwest National Laboratory i Joint Genome Institute w Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Wychowanie dziecka wymaga zaangażowania całej wioski, ale rozwiązanie problemu naukowego wymaga zaangażowania jeszcze większej wioski” – powiedział fizyk z Argonne, Zou Finfrock, członek zespołu eBERlight. â�<„我喜欢eBERlight的多面性,因为它致力于建立一个综合平台,促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。 â�<„我喜欢eBERlight的多面性,因为它致力于建立一个综合平台,促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。„Uwielbiam wielowymiarowy charakter eBERlight, który opiera się na dążeniu do stworzenia zintegrowanej platformy wspierającej badania naukowe nad systemami biologicznymi, lądowymi i ekologicznymi.Brzmi to prosto, ale skala i potencjalny wpływ są ogromne.
Pomysł na eBERlight dojrzewał latami, jak twierdzi Ken Kemner, starszy fizyk i kierownik grupy w Argonne National Laboratory. Kemner pracował w APS przez 27 lat, z czego większość poświęcił na łączenie badaczy środowiska z zasobami instytucji. Teraz eBERlight będzie kontynuować te prace na większą skalę, powiedział. Z niecierpliwością oczekuje nowych przełomów, jakie zostaną dokonane dzięki badaniom nad gazami cieplarnianymi, ekosystemami mokradłowymi oraz interakcjami roślin i mikroorganizmów z glebą i osadami.
Według Kemnera kluczem do sukcesu eBERlight jest szkolenie naukowców zajmujących się synchrotronem, a także biologów i naukowców zajmujących się ochroną środowiska.
„Trzeba szkolić radiologów, aby lepiej rozumieli problemy nauk o środowisku i dostosowywali technologię do lepszego rozwiązywania problemów badawczych w tej dziedzinie” – powiedział. â�<„您还必须教育环境科学家了解光源设施对于解决这些问题有多么出色. â�<„您还必须教育环境科学家了解光源设施对于解决这些问题有多么出色.„Trzeba również uświadomić naukowcom zajmującym się ochroną środowiska, jak skuteczne są źródła światła w rozwiązywaniu tych problemów.Robi się to w celu zmniejszenia barier utrudniających ich przyciągnięcie.
Laurent Chapon, zastępca dyrektora Photon Science Laboratory i dyrektor APS, powiedział, że nowy plan oznacza demokratyzację dostępu do APS i jego możliwości.
„Ten plan wysyła ważny sygnał, że APS jest kluczowym zasobem dla kraju, zdolnym do opracowywania programów, które pomagają rozwiązywać palące problemy, w tym przypadku problemy środowiskowe i biologiczne” – powiedział Chapon. â�<„eBERlight将为寻求解决具有现实世界影响的自然科学的科学家提供端到端解决方案.” â�<„eBERlight将为寻求解决具有现实世界影响的自然科学的科学家提供端到端解决方案.”„eBERlight zapewni kompleksowe rozwiązanie dla naukowców, którzy chcą rozwiązywać problemy nauk przyrodniczych o znaczeniu praktycznym”.
„Mam nadzieję, że niezależnie od tego, z jakimi wielkimi wyzwaniami będą musieli zmierzyć się naukowcy, APS będzie w stanie im pomóc” – powiedziała. â�<„这些挑战影响着我们每个人。” â�<„这些挑战影响着我们每个人。”„Te problemy dotyczą nas wszystkich”.
Argonne Leadership Computing Facility zapewnia społeczności naukowej i inżynierskiej superkomputery, które umożliwiają rozwój fundamentalnych odkryć i wiedzy w szerokim zakresie dyscyplin. Wspierany przez program Advanced Scientific Computing Research (ASCR) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE), ALCF jest jednym z dwóch wiodących ośrodków obliczeniowych DOE poświęconych otwartej nauce.
Zaawansowane Źródło Fotonów (APS) w Argonne National Laboratory, należące do Biura Nauki Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, jest jednym z najwydajniejszych źródeł promieniowania rentgenowskiego na świecie. APS dostarcza promieniowanie rentgenowskie o wysokiej jasności zróżnicowanej grupie badaczy z zakresu materiałoznawstwa, chemii, fizyki materii skondensowanej, nauk biologicznych i środowiskowych oraz badań stosowanych. Promienie rentgenowskie idealnie nadają się do badania materiałów i struktur biologicznych; rozkładu pierwiastków; stanów chemicznych, magnetycznych i elektronowych; a także szeregu technologicznie ważnych systemów inżynieryjnych, od baterii po dysze wtryskowe, które mają fundamentalne znaczenie dla rozwoju gospodarczego, technologicznego i ekonomicznego naszego kraju. Podstawy dobrostanu materiałów. Każdego roku ponad 5000 badaczy korzysta z APS, tworząc ponad 2000 publikacji, szczegółowo opisując ważne odkrycia i rozwiązując ważniejsze biologiczne struktury białkowe niż jakikolwiek inny użytkownik urządzeń badawczych wykorzystujących promieniowanie rentgenowskie. Innowacyjne technologie naukowców i inżynierów APS leżą u podstaw rozwoju akceleratorów i źródeł światła. Należą do nich urządzenia wejściowe generujące niezwykle jasne promienie rentgenowskie, cenione przez naukowców, soczewki skupiające promienie rentgenowskie do kilku nanometrów, instrumenty maksymalizujące interakcję promieni rentgenowskich z badaną próbką oraz urządzenia gromadzące i montujące oprogramowanie rentgenowskie. Zarządzaj dużymi wolumenami danych z badań APS.
W badaniach wykorzystano zasoby Advanced Photon Source, ośrodka użytkownika oprogramowania DOE Office of Science zarządzanego przez Argonne National Laboratory należące do DOE Office of Science na podstawie umowy nr DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory angażuje się w rozwiązywanie palących problemów naukowych i technologicznych w kraju. Argonne National Laboratory, pierwsze laboratorium krajowe w Stanach Zjednoczonych, prowadzi nowatorskie badania naukowe, zarówno podstawowe, jak i stosowane, w praktycznie każdej dziedzinie nauki. Naukowcy Argonne National Laboratory ściśle współpracują z naukowcami z setek firm, uniwersytetów oraz agencji federalnych, stanowych i miejskich, pomagając im rozwiązywać konkretne problemy, rozwijać amerykańską dominację naukową i budować lepszą przyszłość dla kraju. Argonne zatrudnia pracowników ponad 60 narodowości i jest zarządzane przez Argonne LLC z Chicago, część Biura Nauki Departamentu Energii USA.
Biuro Nauki Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych jest największym sponsorem badań w dziedzinie nauk fizycznych w Stanach Zjednoczonych i pracuje nad rozwiązaniem najpilniejszych problemów naszych czasów. Więcej informacji można znaleźć na stronie https://energygy.gov/science.
Czas publikacji: 06-11-2023