Ziemia jest złożonym ekosystemem, a nasze miejsce w niej zależy od wielu różnych czynników.Od stanu gleby, przez jakość powietrza, po zachowanie roślin i mikroorganizmów – zrozumienie naszego świata przyrody i innych jego mieszkańców ma kluczowe znaczenie dla naszego przetrwania.W miarę ciągłych zmian klimatu badanie środowiska i jego różnorodnych form życia będzie jeszcze ważniejsze.
W październiku 2023 r. Advanced Photon Source (APS), obiekt użytkownika w ramach Biura Nauki w Narodowym Laboratorium Argonne Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych (DOE), oficjalnie uruchomi nowy program mający na celu rozszerzenie możliwości badań i analiz biologicznych i środowiskowych w wiodących laboratoriów na świecie.Pole rentgenowskie.Firma o nazwie eBERlight otrzymała niedawno zgodę od programu badań biologicznych i środowiskowych (BER) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych.Celem jest połączenie badaczy prowadzących eksperymenty na misji BER z wiodącymi na świecie zasobami naukowymi APS w zakresie promieniowania rentgenowskiego.Rozszerzając dostęp do różnorodnych możliwości APS, myśliciele eBERlight mają nadzieję odkryć nowe metody naukowe i przyciągnąć nowe interdyscyplinarne zespoły badaczy, aby zbadać nowe perspektywy na świat, w którym żyjemy.
„To okazja do stworzenia czegoś nowego, czego wcześniej nie było w APS” – powiedziała Caroline Michalska, krystalolog białek 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 więcej badań biologicznych i środowiskowych, a ponieważ program jest tak nowy, naukowcy, którzy będą korzystać z obiektu, pomogą nam go rozwinąć”.
Od momentu założenia w latach 90. XX wieku firma APS jest liderem w dziedzinie „krystalografii makromolekularnej” w badaniach biologicznych.Naukowcy wykorzystują tę technologię, aby dowiedzieć się więcej o chorobach zakaźnych i wirusach, aby położyć podwaliny pod szczepionki i metody leczenia.Celem APS jest obecnie rozszerzenie swojego sukcesu na inne dziedziny nauk o życiu i środowisku.
Jednym z problemów związanych z tą ekspansją jest to, że wielu naukowców zajmujących się biologią i ochroną środowiska nie jest świadomych możliwości APS, które mogą pomóc im w rozwoju badań, i nie jest zaznajomionych z procesem wytwarzania jasnych promieni rentgenowskich obiektu.Podobnie wielu naukowców nie wie, która z wielu stacji eksperymentalnych APS, zwanych liniami badawczymi, jest najlepszym wyborem do przeprowadzanych przez nich eksperymentów, ponieważ każda stacja jest zoptymalizowana pod kątem konkretnej nauki i technologii.
Michalska stwierdziła, że w tym miejscu pojawia się eBERlight.Opisała go jako wirtualny ekosystem zaprojektowany w celu łączenia naukowców z właściwymi technologiami na właściwej ścieżce APS.Naukowcy przedstawią propozycje pracownikom eBERlight, którzy pomogą dostosować projekt eksperymentu do odpowiedniego kanału umożliwiającego przeprowadzenie proponowanego badania.Powiedziała, że różnorodność możliwości APS oznacza, że eBERlight może mieć wpływ na wiele dziedzin biologii i nauk o środowisku.
„Przyglądamy się temu, co badają badacze BER i jak możemy uzupełnić te 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 używali synchrotronu takiego jak APS.Dowiadują się, jakie narzędzia są dostępne i jakie kwestie naukowe można rozwiązać w APS, czego nie da się zrobić gdzie indziej.”
„To szansa na zbudowanie czegoś nowego, czego wcześniej w APS nie było.Poszerzamy zakres badań biologicznych i środowiskowych, a ponieważ są to badania nowe, w rozwoju projektu pomagają nam naukowcy, którzy będą korzystać z obiektu.— Caroline Michalska, Krajowe Laboratorium Argonne
Jeśli chodzi o konkretną dziedzinę nauki, którą będzie promować eBERlight, Michalska stwierdziła, że obejmie ona wszystko, od badań gleby po uprawę roślin, tworzenie chmur i biopaliwa.Stefan Vogt, zastępca dyrektora Wydziału Nauk Rentgenowskich APS, dodał do listy obieg wody, zauważając, że informacje te mają kluczowe znaczenie dla lepszego zrozumienia zmieniających się warunków klimatycznych.
„Badamy kwestie związane z naukami o klimacie i musimy je kontynuować” – 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 walczyć z głębokimi konsekwencjami ekologicznymi zmian klimatycznych”.
Choć eBERlight zostało oficjalnie uruchomione w październiku, APS pozostanie z roczną przerwą w ramach kompleksowej modernizacji obiektu.W tym czasie zespół będzie pracował nad badaniami i rozwojem systemu pobierania próbek biologicznych i środowiskowych, opracowywaniem baz danych i rozpowszechnianiem programu.
Kiedy w 2024 r. APS zostanie ponownie uruchomiony, jego możliwości zostaną znacznie rozszerzone.Zespół eBERlight podpisze długoterminowe umowy z 13 kanałami APS reprezentującymi szeroką gamę technologii.Naukowcy pracujący za pośrednictwem eBERlight będą mieli również dostęp do zasobów Argonne, takich jak Argonne Computing Facility, w którym znajdują się superkomputery Biura Naukowego DOE Office of Science i superkomputery laboratoryjne, oraz Centrum Zaawansowanej Charakterystyki Białek, gdzie białka są krystalizowane i przygotowywane do analiza.
W miarę rozwoju programu będzie on wykorzystywał połączenia z innymi obiektami użytkowników Biura Naukowego DOE, takimi jak Laboratorium Nauk Molekularnych Środowiska Pacific Northwest National Laboratory i Joint Genome Institute w Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Potrzeba całej wioski, aby wychować dziecko, ale aby rozwiązać problem naukowy, potrzeba 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 wieloaspektowy charakter eBERlight, ponieważ dąży on do stworzenia zintegrowanej platformy, która wspiera badania naukowe nad systemami biologicznymi, lądowymi i ekologicznymi.Brzmi prosto, ale skala i potencjalny wpływ są ogromne.”
Według Kena Kemnera, starszego fizyka i lidera grupy w Argonne National Laboratory, pomysł na eBERlight powstawał latami.Kemner pracował w laboratorium APS przez 27 lat, z których większość spędził na udostępnianiu badaczom zajmującym się ochroną środowiska zasobów instytucji.Teraz eBERlight będzie kontynuował te prace na większą skalę, powiedział.Nie może się doczekać, jakie nowe przełomy zostaną dokonane dzięki badaniom nad gazami cieplarnianymi, ekosystemami terenów podmokłych oraz interakcjami roślin i mikroorganizmów z glebą i osadami.
Zdaniem Kemnera kluczem do sukcesu eBERlight jest szkolenie naukowców zajmujących się synchrotronami, a także biologią i środowiskiem.
„Trzeba szkolić radiologów, aby lepiej rozumieli problemy nauk o środowisku i dostosowywali technologię, aby lepiej rozwiązywać problemy związane z badaniami środowiskowymi” – 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.„Musisz także edukować naukowców zajmujących się ochroną środowiska na temat tego, jak dobre źródła światła radzą sobie z rozwiązywaniem tych problemów.Odbywa się to w celu zmniejszenia barier w ich przyciągnięciu.”
Laurent Chapon, zastępca dyrektora Photon Science Laboratory i dyrektor APS, powiedział, że nowy plan oznacza demokratyzację dostępu do APS i jego możliwości.
„Plan ten wysyła ważny sygnał, że APS jest kluczowym zasobem narodu, zdolnym do opracowania programów pomagających rozwiązać 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 pragnących rozwiązać problemy nauk przyrodniczych o praktycznym znaczeniu”.
„Mam nadzieję, że niezależnie od wielkich wyzwań stojących przed naukowcami, APS może 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”.
Centrum obliczeniowe Argonne Leadership Computing Facility zapewnia społeczności naukowej i inżynieryjnej możliwości obliczeń superkomputerowych, które umożliwiają fundamentalne odkrycia i zrozumienie w szerokim zakresie dyscyplin.Wspierany przez program Advanced Scientific Computing Research (ASCR) Departamentu Energii USA, ALCF jest jednym z dwóch wiodących ośrodków obliczeniowych DOE zajmujących się otwartą nauką.
Biuro Naukowe Zaawansowanego Źródła Fotonowego (APS) Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych w Argonne National Laboratory to jedno z najbardziej produktywnych źródeł promieniowania rentgenowskiego na świecie.APS dostarcza promieniowanie rentgenowskie o wysokiej jasności zróżnicowanej grupie badaczy zajmujących się materiałoznawstwem, chemią, fizyką materii skondensowanej, naukami o życiu i środowisku oraz badaniami stosowanymi.Te promienie rentgenowskie są idealne do badania materiałów i struktur biologicznych;rozkład elementów;stany chemiczne, magnetyczne i elektroniczne;a także szereg ważnych technologicznie systemów inżynieryjnych, od akumulatorów po dysze wtryskowe, które mają fundamentalne znaczenie dla rozwoju gospodarczego, technologicznego i gospodarczego naszego kraju.oraz Podstawa dobrobytu materialnego.Każdego roku ponad 5000 badaczy korzysta z APS przy opracowywaniu ponad 2000 publikacji opisujących szczegółowo ważne odkrycia i rozwiązujących ważniejsze biologiczne struktury białkowe niż jakikolwiek inny użytkownik urządzeń do badań rentgenowskich.Innowacyjne technologie naukowców i inżynierów APS leżą u podstaw rozwoju akceleratorów i źródeł światła.Należą do nich urządzenia wejściowe wytwarzające niezwykle jasne promieniowanie rentgenowskie, cenione przez badaczy, soczewki skupiające promienie rentgenowskie do kilku nanometrów, instrumenty maksymalizujące interakcję promieni rentgenowskich z badaną próbką oraz urządzenia zbierające i składające X -ray oprogramowanie.Zarządzaj dużymi ilościami danych z badań APS.
W badaniu tym wykorzystano zasoby z Advanced Photon Source, obiektu użytkownika Biura Naukowego DOE zarządzanego przez Narodowe Laboratorium Argonne Biura Naukowego DOE na mocy umowy nr DE-AC02-06CH11357.
Laboratorium Narodowe Argonne angażuje się w rozwiązywanie palących krajowych problemów naukowych i technologicznych.Argonne National Laboratory, pierwsze laboratorium krajowe w Stanach Zjednoczonych, prowadzi najnowocześniejsze badania naukowe podstawowe i stosowane w praktycznie każdej dyscyplinie naukowej.Naukowcy z Argonne National Laboratory ściśle współpracują z naukowcami z setek firm, uniwersytetów oraz agencji federalnych, stanowych i miejskich, aby pomóc im rozwiązać konkretne problemy, zwiększyć wiodącą pozycję naukową USA i zbudować lepszą przyszłość dla narodu.Argonne zatrudnia pracowników ponad 60 narodowości i jest zarządzana przez Argonne LLC z siedzibą w Chicago, część Biura Naukowego Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych.
Biuro Naukowe Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych jest największym fundatorem badań w dziedzinie nauk fizycznych w Stanach Zjednoczonych i pracuje nad rozwiązaniem niektórych z najpilniejszych wyzwań naszych czasów.Więcej informacji można znaleźć na stronie https://energygy.gov/science.
Czas publikacji: 6 listopada 2023 r