Zem je komplexný ekosystém a naše miesto v ňom závisí od mnohých rôznych faktorov. Od zdravia pôdy po kvalitu ovzdušia po správanie rastlín a mikroorganizmov je pre naše vlastné prežitie rozhodujúce porozumenie nášho prírodného sveta a jeho ostatných obyvateľov. Keď sa klíma neustále mení, štúdium životného prostredia a jeho rozmanitých foriem života sa stane dôležitejším.
V októbri 2023 Advanced Photon Source (APS), užívateľské zariadenie v Úrade vedy na americkom ministerstve Energy (DOE) Argonne National Laboratory, oficiálne spustí nový program na rozšírenie biologického a environmentálneho výskumu a analýzy Popredné svetové laboratóriá. Röntgenové pole. Spoločnosť s názvom Eberlight nedávno získala súhlas od programu biologického a environmentálneho výskumu ministerstva energetiky (BER) USA. Cieľom je prepojiť vedcov, ktorí vykonávajú experimenty na misii BER s svetovou röntgenovou vedeckou spoločnosťou APS. Rozširovaním prístupu k rôznym schopnostiam APS myslitelia Eberlight dúfajú, že objavia nové vedecké metódy a pritiahnú nové interdisciplinárne tímy výskumných pracovníkov, aby preskúmali nové perspektívy na svete, v ktorom žijeme.
„Je to príležitosť vytvoriť niečo nové, čo v APS predtým neexistovalo,“ uviedla kryštalickám Argonne National Laboratory Laboratory Crystallogist Caroline Michalska, ktorá vedie prácu na Eberlight. � <“我们正在扩大准入范围 ， ， 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。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 因此将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。 � <“我们正在扩大准入范围 ， ， 并且由于该计划是如此新 ， 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因 因„Rozširujeme prístup, aby sme umožnili viac biologického a environmentálneho výskumu, a pretože program je taký nový, vedci, ktorí využívajú toto zariadenie, nám pomáhajú rozvíjať ho.“
Od svojho založenia v 90. rokoch je APS lídrom v oblasti „makromolekulárnej kryštalografie“ v biologickom výskume. Vedci túto technológiu používajú na to, aby sa dozvedeli viac o infekčných chorobách a vírusoch, aby položili základy vakcín a liečby. Cieľom APS je teraz rozšíriť svoj úspech na ďalšie oblasti života a environmentálnu vedu.
Jedným z problémov s touto expanziou je to, že mnohí biologickí a environmentálny vedci nevedia o schopnostiach APS, aby im pomohli rozvíjať ich výskum a nie sú oboznámení s procesom výroby jasných röntgenových lúčov objektu. Podobne veľa vedcov nevie, ktorá z mnohých experimentálnych staníc APS, nazývaných Beamlines, je najlepšou voľbou pre svoje experimenty, pretože každá stanica je optimalizovaná pre konkrétnu vedu a techniku.
Michalska povedala, že tu prichádza do hry Eberlight. Popísala to ako virtuálny ekosystém určený na spájanie vedcov so správnymi technológiami na správnej ceste APS. Vedci predložia návrhy zamestnancom spoločnosti Eberlight, ktorí pomôžu zosúladiť experimentálny návrh so správnym kanálom na vykonanie navrhovanej štúdie. Povedala, že rozmanitosť schopností APS znamenala, že Eberlight by mohol mať vplyv na viacero oblastí biológie a environmentálnej vedy.
"Pozeráme sa na to, čo vedci BER študujú a ako môžeme tento výskum doplniť," uviedla. � <“其中一些研究人员从未使用过 APS 等同步加速器。 � <“其中一些研究人员从未使用过 APS 等同步加速器。„Niektorí z týchto vedcov nikdy nepoužili synchrotrón ako APS.Dozvedeli sa, aké nástroje sú k dispozícii a aké vedecké otázky možno riešiť v AP, ktoré sa nedajú robiť inde. "
„Je to príležitosť vybudovať niečo nové, čo v APS predtým neexistovalo. Rozširujeme rozsah biologického a environmentálneho výskumu, a pretože ide o nový výskum, vedci, ktorí využívajú toto zariadenie, nám pomáhajú rozvíjať tento projekt. - Caroline Michalska, Národné laboratórium Argonne
Pokiaľ ide o konkrétnu vedu, ktorú bude Eberlight podporovať, Michalska uviedla, že bude zahŕňať všetko od výskumu pôdy po rastúce rastliny, tvorbu cloudu a biopalivá. Stefan Vogt, zástupca riaditeľa divízie röntgenovej vedy APS, pridal do zoznamu vodný cyklus a poznamenal, že tieto informácie sú rozhodujúce pre lepšie pochopenie meniacich sa klimatických podmienok.
"Študujeme otázky týkajúce sa vedy o klíme a musíme ich pokračovať v štúdiu," uviedol Vogt. � <„我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。“ � <„我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。“"Musíme pochopiť, ako bojovať proti hlbokým ekologickým dôsledkom zmeny klímy."
Zatiaľ čo Eberlight bol oficiálne uvedený na trh v októbri, APS zostane na celoročnej prestávke ako súčasť komplexného modernizácie zariadenia. Počas tejto doby bude tím pracovať na výskume a vývoji biologického a environmentálneho vzorkovacieho systému, vyvíjajúcich databázy a vykonávať terénne dosah pre program.
Keď APS v roku 2024 opäť príde online, jeho schopnosti sa výrazne rozšíri. Tím Eberlight uzavrie dlhodobé dohody s 13 kanálmi APS, ktoré predstavujú širokú škálu technológií. Vedci pracujúci v rámci Eberlight budú mať tiež prístup k zdrojom Argonne, ako je napríklad zariadenie na výpočet Argonne, kde sa nachádza Úrad pre superpočítače v oblasti vedy DOE a laboratórne spočítateľky, a Centrum pre charakterizáciu pokročilých proteínov, kde proteíny sú kryštalizované a pripravené na nachádza analýza.
Ako sa program vyvíja, bude využívať spojenia s ostatnými zariadeniami pre používateľov vedy DOE, ako je laboratórium environmentálnych molekulárnych vied Laboratória Northwest Northwest Northwest Laboratory a Laboratory Genome Institute v Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Vyriešenie dieťaťa si vyžaduje dedinu, ale vyriešenie vedeckého problému si vyžaduje ešte väčšiu dedinu," uviedol fyzik Argonne Zou Finfrock, člen tímu Eberlight. � <“我喜欢 eberlight 的多面性 ， ， 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。 � <“我喜欢 eberlight 的多面性 ， ， 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。„Páči sa mi mnohostranná povaha Eberlight, keď sa snaží vytvoriť integrovanú platformu, ktorá rozvíja vedecký výskum biologických, pozemských a ekologických systémov.Znie to jednoducho, ale mierka a potenciálny vplyv sú obrovské. "
Podľa Ken Kemner, vedúceho fyzika a vedúceho skupiny v Argonne National Laboratory, je myšlienka pre Eberlight roky pri výrobe. Kemner pracoval v APS pre 27 rokov laboratória, z ktorých väčšina strávil prepojením environmentálnych výskumných pracovníkov s zdrojmi inštitúcie. Teraz bude Eberlight pokračovať v tejto práci vo väčšom rozsahu. Teší sa, že uvidí, aké nové prielomy sa uskutočnia výskumom skleníkových plynov, mokraďových ekosystémov a interakcií rastlín a mikroorganizmov s pôdou a sedimentom.
Kľúčom k úspechu spoločnosti Eberlight je podľa Kemnera výcvik synchrotrónových vedcov, ako aj biologických a environmentálnych vedcov.
"Musíte vyškoliť rádiológov, aby lepšie porozumeli problémom s environmentálnymi vedami a prispôsobovali technológiu, aby lepšie riešili problémy s environmentálnym výskumom," uviedol. � <“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。 � <“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。„Musíte tiež vzdelávať environmentálnych vedcov o tom, aké dobré zdroje svetla sú pri riešení týchto problémov.To sa deje s cieľom znížiť prekážky pri ich prilákaní. "
Laurent Chapon, zástupca riaditeľa Laboratória Photon Science Laboratory a riaditeľ APS, uviedol, že nový plán znamená demokratizáciu prístupu k AP a jeho schopnostiam.
"Tento plán vysiela dôležitú správu, že APS je kritickým zdrojom pre národ, ktorý je schopný rozvíjať programy, ktoré pomáhajú riešiť naliehavé problémy, v tomto prípade environmentálne a biologické problémy," uviedol Chapon. � <„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 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。“„Spoločnosť Eberlight poskytne komplexné riešenie pre vedcov, ktorí sa snažia vyriešiť problémy so životným vedom s praktickým významom.“
"Dúfam, že bez ohľadu na to, aké veľké výzvy vedci čelia, APS im môže pomôcť," uviedla. � <„这些挑战影响着我们每个人。“ � <„这些挑战影响着我们每个人。“"Tieto problémy ovplyvňujú nás všetkých."
Vedecké počítačové zariadenie Argonne poskytuje vedeckému a inžinierskemu komunite schopnosti superpočítača na pokrok v základnom objavovaní a porozumení v širokej škále disciplín. Spoločnosť ALCF, podporovaná programom Advanced Scientific Computing Research Research (ASCR), je jedným z dvoch popredných výpočtových centier DOE, ktoré sa venujú otvorenej vede.
Americké ministerstvo energetického úradu pre pokročilý zdroj Photon (APS) v Argonne National Laboratory je jedným z najproduktívnejších röntgenových zdrojov na svete. APS poskytuje röntgenové lúče s vysokou jasnosťou pre rozmanitú skupinu výskumných pracovníkov v oblasti materiálov, chémie, fyziky kondenzovanej hmoty, životných a environmentálnych vied a aplikovaného výskumu. Tieto röntgenové lúče sú ideálne na štúdium materiálov a biologických štruktúr; distribúcia prvkov; chemické, magnetické a elektronické stavy; ako aj celý rad technologicky dôležitých inžinierskych systémov, od batérií po dýzy, ktoré sú základom hospodárskeho, technologického a hospodárskeho rozvoja nášho národa. a základ materiálovej pohody. Každý rok viac ako 5 000 výskumných pracovníkov používa APS na výrobu viac ako 2 000 publikácií, podrobne popisuje dôležité objavy a riešenie dôležitejších biologických proteínových štruktúr ako ktorýkoľvek iný používateľ röntgenových výskumných zariadení. Inovatívne technológie vedcov a inžinierov APS sú základom rozvoja urýchľovačov a svetelných zdrojov. Patria sem vstupné zariadenia, ktoré vyrábajú extrémne jasné röntgenové lúče, ktoré sú ocenené výskumníkmi, šošovky, ktoré zaostrujú röntgenové lúče až na niekoľko nanometrov, nástroje, ktoré maximalizujú interakciu röntgenových lúčov so vzorkou, ktoré sú predmetom štúdia, a zariadenia, ktoré zhromažďujú a zostavujú x -Val softvér. Spravujte veľké objemy údajov zo štúdií APS.
Tento výskum využíval zdroje od Advanced Photon Source, User Užívateľského zariadenia DOE Science, ktoré spravuje Národné laboratórium Argonne Office of Science Argonne na základe zmluvy č. DE-AC02-06CH11357.
Národné laboratórium Argonne sa zaväzuje riešiť naliehavé národné vedecké a technologické problémy. Argonne National Laboratory, prvé národné laboratórium v Spojených štátoch, vedie špičkový základný a aplikovaný vedecký výskum prakticky v každej vedeckej disciplíne. Vedci Argonne National Laboratory úzko spolupracujú s výskumníkmi zo stoviek spoločností, univerzít a federálnych, štátnych a obecných agentúr, aby im pomohli vyriešiť konkrétne problémy, pokročiť v USA vedeckého vedenia a budovať lepšiu budúcnosť pre národ. Argonne má zamestnancov viac ako 60 národností a je riadená spoločnosťou Argonne LLC v Chicagu, súčasťou Úradu pre vedu ministerstva energetiky USA.
Úrad pre vedu Ministerstva energetiky USA je najväčším držiakom výskumu fyzickej vedy v Spojených štátoch a pracuje na riešení niektorých z najnaliehavejších výziev našej doby. Viac informácií nájdete na stránke https: // Energy Gy .gov/Science.
Čas príspevku: november-06-2023