Zem je zložitý ekosystém a naše miesto v nej závisí od mnohých rôznych faktorov.Od zdravia pôdy cez kvalitu ovzdušia až po správanie rastlín a mikroorganizmov, pochopenie nášho prírodného sveta a jeho ostatných obyvateľov je rozhodujúce pre naše vlastné prežitie.Keďže klíma sa neustále mení, štúdium životného prostredia a jeho rozmanitých foriem života bude stále dôležitejšie.
V októbri 2023, Advanced Photon Source (APS), používateľské zariadenie v rámci Úradu vedy v Argonne National Laboratory Ministerstva energetiky USA (DOE), oficiálne spustí nový program na rozšírenie biologických a environmentálnych výskumných a analytických schopností v popredné svetové laboratóriá.Röntgenové pole.Spoločnosť s názvom eBERlight nedávno získala súhlas od programu biologického a environmentálneho výskumu (BER) amerického ministerstva energetiky.Cieľom je spojiť výskumníkov vykonávajúcich experimenty na misii BER s poprednými svetovými zdrojmi röntgenovej vedy APS.Rozšírením prístupu k rôznorodým schopnostiam APS myslitelia eBERlight dúfajú, že objavia nové vedecké metódy a pritiahnu nové interdisciplinárne tímy výskumníkov, aby preskúmali nové perspektívy sveta, v ktorom žijeme.
„Toto je príležitosť vytvoriť niečo nové, čo v APS ešte neexistovalo,“ povedala kryštalologička proteínov z Argonne National Laboratory Caroline Michalska, ktorá vedie prácu 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，并且由围堶渔由于斥诼围于更多的生物和环境研究，并且由于斥诼围于斥范围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，并且甮围堶渔由于斥诼诼围堶渔由于诼详肌于斥诼"Rozširujeme prístup, aby sme umožnili viac biologického a environmentálneho výskumu, a pretože program je taký nový, vedci, ktorí budú zariadenie používať, nám ho pomáhajú rozvíjať."
Od svojho založenia v 90. rokoch minulého storočia je APS lídrom v oblasti „makromolekulárnej kryštalografie“ v biologickom výskume.Vedci používajú túto technológiu, aby sa dozvedeli viac o infekčných chorobách a vírusoch, aby položili základy vakcín a liečby.APS sa teraz snaží rozšíriť svoj úspech aj do iných oblastí vedy o živote a životnom prostredí.
Jedným z problémov tejto expanzie je, že mnohí biologickí a environmentálni vedci si neuvedomujú schopnosti APS pomôcť im pokročiť vo výskume a nie sú oboznámení s procesom vytvárania jasných röntgenových lúčov objektu.Podobne mnohí vedci nevedia, ktorá z mnohých experimentálnych staníc APS, nazývaných beamlines, je najlepšou voľbou pre ich experimenty, pretože každá stanica je optimalizovaná pre špecifickú vedu a technológiu.
Michalska povedala, že tu vstupuje do hry eBERlight.Opísala ho ako virtuálny ekosystém navrhnutý tak, aby spájal vedcov so správnymi technológiami na správnej ceste APS.Výskumníci predložia návrhy zamestnancom eBERlight, ktorí pomôžu zosúladiť experimentálny dizajn so správnym kanálom na vykonanie navrhovanej štúdie.Povedala, že rozmanitosť schopností APS znamená, že eBERlight by mohol mať vplyv na viaceré oblasti biológie a environmentálnej vedy.
"Pozeráme sa na to, čo výskumníci BER študujú a ako môžeme tento výskum doplniť," povedala. 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。„Niektorí z týchto výskumníkov nikdy nepoužili synchrotrón ako APS.Dozvedia sa, aké nástroje sú k dispozícii a aké vedecké otázky možno riešiť v APS, čo sa inde nedá robiť.“
„Toto je príležitosť vybudovať niečo nové, čo v APS ešte neexistovalo.Rozširujeme rozsah biologického a environmentálneho výskumu, a keďže ide o nový výskum, vedci, ktorí budú zariadenie využívať, nám pomáhajú projekt rozvíjať.— Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Pokiaľ ide o špecifickú vedu, ktorú bude eBERlight podporovať, Michalska uviedla, že bude zahŕňať všetko od výskumu pôdy po pestovanie rastlín, tvorbu oblačnosti 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 súvisiace s klimatickou vedou a musíme v nich pokračovať," povedal 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。”"Musíme pochopiť, ako bojovať proti hlbokým ekologickým dôsledkom klimatických zmien."
Zatiaľ čo eBERlight bol oficiálne spustený v októbri, APS zostane na ročnej prestávke ako súčasť komplexnej inovácie zariadenia.Počas tohto obdobia bude tím pracovať na výskume a vývoji biologického a environmentálneho vzorkovacieho systému, vývoji databáz a realizácii programu.
Keď bude APS v roku 2024 opäť online, jeho možnosti sa výrazne rozšíria.Tím eBERlight uzatvorí dlhodobé zmluvy s 13 kanálmi APS, ktoré predstavujú širokú škálu technológií.Vedci pracujúci prostredníctvom eBERlight budú mať tiež prístup k zdrojom Argonne, ako je Argonne Computing Facility, kde sa nachádzajú superpočítače a laboratórne superpočítače úradu DOE of Science Office of Science, a Centrum pre pokročilú charakterizáciu proteínov, kde sa kryštalizujú a pripravujú proteíny. analýza.
Ako sa program vyvíja, bude využívať spojenie s ďalšími užívateľskými zariadeniami úradu DOE Office of Science, ako je Laboratórium pre environmentálne molekulárne vedy Národného laboratória pre životné prostredie v Severozápadnom Pacifiku a Spoločný genómový inštitút v Národnom laboratóriu Lawrence Berkeley.
„Na výchovu dieťaťa je potrebná dedina, ale na vyriešenie vedeckého problému je potrebná ešte väčšia dedina,“ povedal fyzik z Argonne Zou Finfrock, člen tímu eBERlight. â�<“我喜欢eBERlight 的多面性，因为它致力于建立一个综合平台，促进跨生物绀匟物 绎生物科学探索。 â�<“我喜欢eBERlight 的多面性，因为它致力于建立一个综合平台，促进跨生物绀匟物 绎生物科学探索。„Milujem mnohostrannú povahu eBERlight, pretože sa snaží vytvoriť integrovanú platformu, ktorá posúva vedecký výskum biologických, suchozemských a ekologických systémov.Znie to jednoducho, ale rozsah a potenciálny vplyv je obrovský.“
Podľa Kena Kemnera, staršieho fyzika a vedúceho skupiny v Argonne National Laboratory, myšlienka eBERlight vznikala roky.Kemner pracoval v APS 27 rokov, z ktorých veľkú časť strávil spájaním environmentálnych výskumníkov so zdrojmi inštitúcie.Teraz bude eBERlight pokračovať v tejto práci vo väčšom rozsahu, povedal.Teší sa na to, aké nové objavy sa dosiahnu prostredníctvom výskumu skleníkových plynov, mokraďových ekosystémov a interakcií rastlín a mikroorganizmov s pôdou a sedimentmi.
Kľúčom k úspechu eBERlight je podľa Kemnera školenie synchrotrónových vedcov, ako aj biologických a environmentálnych vedcov.
"Musíte vyškoliť rádiológov, aby lepšie porozumeli problémom environmentálnej vedy a prispôsobili technológiu na lepšie riešenie problémov environmentálneho výskumu," povedal. 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艳 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艳„Musíte tiež vzdelávať vedcov z oblasti životného prostredia o tom, aké dobré sú svetelné zdroje pri riešení týchto problémov.Deje sa tak s cieľom znížiť prekážky pri ich prilákaní.“
Laurent Chapon, zástupca riaditeľa Photon Science Laboratory a riaditeľ APS, uviedol, že nový plán znamená demokratizáciu prístupu k APS a jej schopnostiam.
"Tento plán vysiela dôležitú správu, že APS je kritickým zdrojom pre národ, ktorý je schopný vyvinúť programy, ktoré pomôžu vyriešiť naliehavé problémy, v tomto prípade environmentálne a biologické problémy," povedal 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现怯解到现实世界影响的自然科学的科学家提供端到现怯解到现怯解到现 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现怯解到现实世界影响的自然科学的科学家提供端到现怯解到现怯解到现„eBERlight poskytne komplexné riešenie pre vedcov, ktorí sa snažia vyriešiť problémy v oblasti biologických vied s praktickým významom.“
"Dúfam, že bez ohľadu na to, akým veľkým výzvam vedci čelia, APS im môže pomôcť," povedala. 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。”"Tieto problémy sa týkajú nás všetkých."
Argonne Leadership Computing Facility poskytuje vedeckej a inžinierskej komunite superpočítačové schopnosti na pokrok v základných objavoch a porozumení v širokej škále disciplín.Podporovaný programom Advanced Scientific Computing Research (ASCR) Ministerstva energetiky USA (DOE) je ALCF jedným z dvoch popredných výpočtových centier DOE venovaných otvorenej vede.
Pokročilý zdroj fotónov (APS) amerického ministerstva energetiky v Národnom laboratóriu Argonne je jedným z najproduktívnejších röntgenových zdrojov na svete.APS poskytuje röntgenové lúče s vysokým jasom rôznorodej skupine výskumníkov v oblasti materiálovej vedy, chémie, fyziky kondenzovaných látok, vied o živote a životnom prostredí 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 až po vstrekovacie dýzy, ktoré sú základom pre ekonomický, technologický a ekonomický rozvoj našej krajiny.a Základ materiálneho blahobytu.Každý rok viac ako 5 000 výskumníkov používa APS na výrobu viac ako 2 000 publikácií, ktoré podrobne opisujú dôležité objavy a riešia dôležitejšie biologické proteínové štruktúry ako ktorýkoľvek iný používateľ röntgenových výskumných zariadení.Inovatívne technológie vedcov a inžinierov APS sú základom vývoja urýchľovačov a svetelných zdrojov.Patria sem vstupné zariadenia, ktoré produkujú extrémne jasné röntgenové lúče cenené výskumníkmi, šošovky, ktoré sústreďujú röntgenové lúče až na niekoľko nanometrov, nástroje, ktoré maximalizujú interakciu röntgenových lúčov so skúmanou vzorkou, a zariadenia, ktoré zbierajú a zostavujú X. -ray softvér.Spravujte veľké objemy údajov zo štúdií APS.
Tento výskum využíval zdroje z Advanced Photon Source, používateľského zariadenia DOE Office of Science, ktoré spravuje Národné laboratórium Argonne Office of Science v DOE na základe zmluvy č. DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory je odhodlané riešiť naliehavé národné vedecké a technologické problémy.Argonne National Laboratory, prvé národné laboratórium v USA, vykonáva špičkový základný a aplikovaný vedecký výskum prakticky vo všetkých vedných disciplínach.Výskumníci z Argonne National Laboratory úzko spolupracujú s výskumníkmi zo stoviek spoločností, univerzít a federálnych, štátnych a obecných agentúr, aby im pomohli vyriešiť konkrétne problémy, posunúť vedúce postavenie americkej vedy a vybudovať lepšiu budúcnosť pre národ.Argonne má zamestnancov viac ako 60 národností a spravuje ho Argonne LLC v Chicagu, súčasť Úradu vedy Ministerstva energetiky USA.
Úrad vedy Ministerstva energetiky USA je najväčším sponzorom výskumu fyzikálnych vied v Spojených štátoch a pracuje na riešení niektorých z najnaliehavejších výziev našej doby.Viac informácií nájdete na https://energygy.gov/science.
Čas uverejnenia: 6. novembra 2023