Zemlja je kompleksen ekosistem in naše mesto v njem je odvisno od številnih različnih dejavnikov. Od zdravja tal do kakovosti zraka in vedenja rastlin in mikroorganizmov je razumevanje našega naravnega sveta in njegovih drugih prebivalcev ključnega pomena za naše lastno preživetje. Ker se podnebje še naprej spreminja, bo preučevanje okolja in njegovih raznolikih življenjskih oblik postajalo le še pomembnejše.
Oktobra 2023 bo Advanced Photon Source (APS), uporabniški objekt v okviru Urada za znanost v Nacionalnem laboratoriju Argonne pri ameriškem ministrstvu za energijo (DOE), uradno začel nov program za širitev zmogljivosti bioloških in okoljskih raziskav in analiz v vodilnih svetovnih laboratorijih. Področje rentgenskih žarkov. Podjetje eBERlight je nedavno prejelo odobritev programa za biološke in okoljske raziskave (BER) ameriškega ministrstva za energijo. Cilj je povezati raziskovalce, ki izvajajo poskuse v okviru misije BER, z vodilnimi svetovnimi viri rentgenske znanosti APS. Z razširitvijo dostopa do raznolikih zmogljivosti APS misleci eBERlight upajo, da bodo odkrili nove znanstvene metode in pritegnili nove interdisciplinarne ekipe raziskovalcev, ki bodo raziskovale nove perspektive o svetu, v katerem živimo.
»To je priložnost za ustvarjanje nečesa novega, česar v APS še ni bilo,« je dejala Caroline Michalska, kristalologinja beljakovin v Nacionalnem laboratoriju Argonne, ki vodi delo na 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”»Širimo dostop, da bi omogočili več bioloških in okoljskih raziskav, in ker je program tako nov, nam znanstveniki, ki bodo uporabljali objekt, pomagajo pri njegovem razvoju.«
APS je od svoje ustanovitve v devetdesetih letih prejšnjega stoletja vodilni na področju »makromolekularne kristalografije« v bioloških raziskavah. Znanstveniki uporabljajo to tehnologijo, da bi izvedeli več o nalezljivih boleznih in virusih, da bi postavili temelje za cepiva in zdravljenja. APS si zdaj prizadeva razširiti svoj uspeh na druga področja življenja in okoljske znanosti.
Ena od težav te širitve je, da se mnogi biološki in okoljski znanstveniki ne zavedajo zmogljivosti APS, ki jim lahko pomagajo pri napredku raziskav, in niso seznanjeni s postopkom ustvarjanja svetlih rentgenskih žarkov predmeta. Prav tako mnogi znanstveniki ne vedo, katera od številnih eksperimentalnih postaj APS, imenovanih žarkovne linije, je najboljša izbira za njihove poskuse, saj je vsaka postaja optimizirana za določeno znanost in tehnologijo.
Michalska je povedala, da tukaj pride v poštev eBERlight. Opisala ga je kot virtualni ekosistem, zasnovan za povezovanje znanstvenikov s pravimi tehnologijami na pravi poti APS. Raziskovalci bodo predstavili predloge osebju eBERlight, ki bo pomagalo uskladiti eksperimentalno zasnovo s pravilnim kanalom za izvedbo predlagane študije. Povedala je, da raznolikost zmogljivosti APS pomeni, da bi eBERlight lahko vplival na več področij biologije in okoljske znanosti.
»Preučujemo, kaj raziskovalci BER preučujejo in kako lahko te raziskave dopolnimo,« je dejala. 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。"Nekateri od teh raziskovalcev še nikoli niso uporabili sinhrotrona, kot je APS."Spoznajo, katera orodja so na voljo in katera znanstvena vprašanja je mogoče obravnavati na APS, ki jih drugje ni mogoče rešiti.«
»To je priložnost za izgradnjo nečesa novega, česar v APS še ni bilo. Širimo obseg bioloških in okoljskih raziskav, in ker gre za nove raziskave, nam znanstveniki, ki bodo uporabljali objekt, pomagajo pri razvoju projekta.« – Caroline Michalska, Nacionalni laboratorij Argonne
Kar zadeva specifično znanost, ki jo bo eBERlight promoviral, je Michalska povedala, da bo vključevala vse od raziskav tal do gojenja rastlin, nastajanja oblakov in biogoriv. Stefan Vogt, namestnik direktorja oddelka za rentgensko znanost APS, je na seznam dodal še vodni krog in poudaril, da so te informacije ključne za boljše razumevanje spreminjajočih se podnebnih razmer.
»Preučujemo vprašanja, povezana s podnebno znanostjo, in jih moramo še naprej preučevati,« je dejal 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」.”"Razumeti moramo, kako se boriti proti globokim ekološkim posledicam podnebnih sprememb."
Čeprav je bil eBERlight uradno predstavljen oktobra, bo APS zaradi celovite prenove objektov ostal na enoletnem premoru. V tem času bo ekipa raziskovala in razvijala sistem za biološko in okoljsko vzorčenje, razvijala podatkovne baze in izvajala ozaveščanje o programu.
Ko bo APS leta 2024 ponovno zagnan, bodo njegove zmogljivosti znatno razširjene. Ekipa eBERlight bo sklenila dolgoročne sporazume s 13 kanali APS, ki predstavljajo širok spekter tehnologij. Znanstveniki, ki bodo delali prek eBERlight, bodo imeli dostop tudi do virov Argonne, kot sta računalniški center Argonne, kjer se nahajajo superračunalniki in laboratorijski superračunalniki Urada za znanost pri Ministrstvu za energijo ZDA, ter Center za napredno karakterizacijo beljakovin, kjer se beljakovine kristalizirajo in pripravljajo za analizo.
Ko se bo program razvijal, bo izkoristil povezave z drugimi uporabniškimi ustanovami Urada za znanost pri Ministrstvu za energijo ZDA, kot sta Laboratorij za molekularne znanosti o okolju pri Nacionalnem laboratoriju za pacifiški severozahod in Skupni inštitut za genom v Nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley.
»Za vzgojo otroka je potrebna cela vas, za rešitev znanstvenega problema pa še večja vas,« je dejal fizik iz Argonneja Zou Finfrock, član ekipe 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。»Všeč mi je večplastna narava platforme eBERlight, saj si prizadeva ustvariti integrirano platformo, ki pospešuje znanstvene raziskave bioloških, kopenskih in ekoloških sistemov.«Sliši se preprosto, vendar sta obseg in potencialni vpliv ogromna.«
Ideja za eBERlight se je nastajala že leta, pravi Ken Kemner, višji fizik in vodja skupine v Nacionalnem laboratoriju Argonne. Kemner je v APS delal 27 let, večino časa pa je povezoval okoljske raziskovalce z viri ustanove. Zdaj bo eBERlight to delo nadaljeval v večjem obsegu, je dejal. Veseli se novih prebojev, ki jih bodo dosegli z raziskavami toplogrednih plinov, mokriščnih ekosistemov ter interakcij rastlin in mikroorganizmov s prstjo in usedlinami.
Ključ do uspeha eBERlighta je po Kemnerjevih besedah usposabljanje sinhrotronskih znanstvenikov, pa tudi bioloških in okoljskih znanstvenikov.
»Radiologe morate usposobiti za boljše razumevanje problemov okoljske znanosti in prilagoditi tehnologijo za boljše reševanje problemov okoljskih raziskav,« je dejal. 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。"Prav tako morate okoljske znanstvenike izobraziti o tem, kako dobri viri svetlobe rešujejo te težave."To se naredi zato, da se zmanjšajo ovire za njihovo privabljanje.
Laurent Chapon, namestnik direktorja Laboratorija za fotonsko znanost in direktor APS, je dejal, da novi načrt pomeni demokratizacijo dostopa do APS in njegovih zmogljivosti.
»Ta načrt pošilja pomembno sporočilo, da je APS ključni vir za narod, sposoben razvijati programe, ki pomagajo reševati pereče probleme, v tem primeru okoljske in biološke probleme,« je dejal 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 bo zagotovil celovito rešitev za znanstvenike, ki iščejo rešitve za probleme s področja znanosti o življenju, ki so praktično pomembni.«
»Upam, da jim bo APS lahko pomagal ne glede na velike izzive, s katerimi se soočajo znanstveniki,« je dejala. 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 težave vplivajo na vse nas."
Argonne Leadership Computing Facility zagotavlja znanstveni in inženirski skupnosti superračunalniške zmogljivosti za napredek temeljnih odkritij in razumevanja v številnih disciplinah. ALCF, ki ga podpira program Advanced Scientific Computing Research (ASCR) ameriškega ministrstva za energijo (DOE), je eden od dveh vodilnih računalniških centrov DOE, posvečenih odprti znanosti.
Napredni fotonski vir (APS) ameriškega ministrstva za energijo v Nacionalnem laboratoriju Argonne je eden najproduktivnejših virov rentgenskih žarkov na svetu. APS zagotavlja visoko svetle rentgenske žarke raznoliki skupini raziskovalcev na področju znanosti o materialih, kemije, fizike kondenzirane snovi, znanosti o življenju in okolju ter uporabnih raziskav. Ti rentgenski žarki so idealni za preučevanje materialov in bioloških struktur; porazdelitve elementov; kemijskih, magnetnih in elektronskih stanj; pa tudi vrste tehnološko pomembnih inženirskih sistemov, od baterij do injekcijskih šob, ki so temeljnega pomena za gospodarski, tehnološki in gospodarski razvoj našega naroda. in osnova materialne blaginje. Vsako leto več kot 5000 raziskovalcev uporablja APS za izdelavo več kot 2000 publikacij, ki podrobno opisujejo pomembna odkritja in rešujejo pomembnejše biološke strukture beljakovin kot kateri koli drug uporabnik rentgenskih raziskovalnih naprav. Inovativne tehnologije znanstvenikov in inženirjev APS so osnova za razvoj pospeševalnikov in svetlobnih virov. Sem spadajo vhodne naprave, ki proizvajajo izjemno svetle rentgenske žarke, ki jih cenijo raziskovalci, leče, ki fokusirajo rentgenske žarke do nekaj nanometrov, instrumenti, ki maksimizirajo interakcijo rentgenskih žarkov s preučevanim vzorcem, in naprave, ki zbirajo in sestavljajo programsko opremo za rentgenske žarke. Upravljajte velike količine podatkov iz študij APS.
V tej raziskavi so bili uporabljeni viri iz programa Advanced Photon Source, uporabniškega centra Urada za znanost Ministrstva za energijo, ki ga upravlja Nacionalni laboratorij Argonne Urada za znanost Ministrstva za energijo v skladu s pogodbo št. DE-AC02-06CH11357.
Nacionalni laboratorij Argonne je zavezan reševanju perečih nacionalnih znanstvenih in tehnoloških problemov. Nacionalni laboratorij Argonne, prvi nacionalni laboratorij v Združenih državah Amerike, izvaja najsodobnejše temeljne in uporabne znanstvene raziskave v praktično vseh znanstvenih disciplinah. Raziskovalci Nacionalnega laboratorija Argonne tesno sodelujejo z raziskovalci iz stotin podjetij, univerz ter zveznih, državnih in občinskih agencij, da bi jim pomagali reševati specifične probleme, spodbujati vodilno vlogo ZDA v znanosti in graditi boljšo prihodnost za narod. V Argonneu so zaposleni predstavniki več kot 60 narodnosti, upravlja pa ga podjetje Argonne LLC v Chicagu, ki je del Urada za znanost ameriškega ministrstva za energijo.
Urad za znanost ameriškega ministrstva za energijo je največji financer raziskav na področju fizikalnih znanosti v Združenih državah Amerike in si prizadeva za reševanje nekaterih najbolj perečih izzivov našega časa. Za več informacij obiščite https://energygy.gov/science.
Čas objave: 6. november 2023