Jorden er et komplekst økosystem, og vores plads i det afhænger af mange forskellige faktorer. Fra jordens sundhed til luftkvalitet til opførsel af planter og mikroorganismer er det kritisk at forstå vores naturlige verden og dens andre indbyggere for vores egen overlevelse. Når klimaet fortsætter med at ændre sig, vil det kun blive vigtigere at studere miljøet og dets forskellige livsformer.
I oktober 2023 vil den avancerede Photon Source (APS), en brugerfacilitet inden for Office of Science ved det amerikanske Energiministerium (DOE) Argonne National Laboratory, officielt lancere et nyt program til at udvide biologisk og miljømæssig forsknings- og analysefunktioner på Verdens førende laboratorier. Røntgenfelt. Et firma kaldet Eberlight modtog for nylig godkendelse fra det amerikanske Department of Energy's Biological and Environmental Research (BER) -program. Målet er at forbinde forskere, der udfører eksperimenter på BER-missionen med APS's verdensledende røntgenvidenskabelige ressourcer. Ved at udvide adgangen til de forskellige kapaciteter hos APS, håber Eberlight -tænkere at opdage nye videnskabelige metoder og tiltrække nye tværfaglige teams af forskere til at udforske nye perspektiver på den verden, vi lever i.
”Dette er en mulighed for at skabe noget nyt, der ikke har eksisteret i APS før,” sagde Argonne National Laboratory Protein Crystallogist Caroline Michalska, der leder arbejdet med 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””Vi udvider adgangen til at muliggøre mere biologisk og miljømæssig forskning, og fordi programmet er så nyt, hjælper de forskere, der vil bruge anlægget, at udvikle det.”
Siden grundlæggelsen i 1990'erne har APS været førende inden for ”makromolekylær krystallografi” i biologisk forskning. Forskere bruger denne teknologi til at lære mere om infektionssygdomme og vira for at lægge grundlaget for vacciner og behandlinger. APS sigter nu mod at udvide sin succes til andre områder af liv og miljøvidenskab.
Et problem med denne udvidelse er, at mange biologiske og miljømæssige forskere ikke er opmærksomme på APS 'evner til at hjælpe dem med at fremme deres forskning og ikke er bekendt med processen med at producere lyse røntgenstråler af et objekt. Ligeledes ved mange forskere ikke, hvilken af de mange APS -eksperimentelle stationer, kaldet Beamlines, er det bedste valg til deres eksperimenter, da hver station er optimeret til en bestemt videnskab og teknologi.
Michalska sagde, at det er her Eberlight kommer i spil. Hun beskrev det som et virtuelt økosystem designet til at forbinde forskere med de rigtige teknologier på den rigtige APS -sti. Forskere vil præsentere forslag til Eberlight -personale, der vil hjælpe med at tilpasse det eksperimentelle design med den rigtige kanal til at gennemføre den foreslåede undersøgelse. Hun sagde, at mangfoldigheden af APS's kapaciteter betød, at Eberlight kunne have indflydelse på flere områder inden for biologi og miljøvidenskab.
”Vi ser på, hvad BER -forskere studerer, og hvordan vi kan supplere denne forskning,” sagde hun. 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。”Nogle af disse forskere har aldrig brugt en synkrotron som APS.De lærer, hvilke værktøjer der er tilgængelige, og hvilke videnskabelige spørgsmål der kan løses på APS, der ikke kan gøres andre steder. "
”Dette er en mulighed for at bygge noget nyt, der ikke har eksisteret i APS før. Vi udvider omfanget af biologisk og miljømæssig forskning, og fordi dette er ny forskning, hjælper de forskere, der vil bruge anlægget, os udvikle projektet. - Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Hvad angår den specifikke videnskab, som Eberlight vil fremme, sagde Michalska, at det vil omfatte alt fra jordforskning til voksende planter, skydannelse og biobrændstoffer. Stefan Vogt, viceadministrerende direktør for APS røntgenvidenskabsafdeling, tilføjede vandcyklussen til listen og bemærkede, at disse oplysninger er kritiske for bedre at forstå ændrede klimaforhold.
”Vi studerer spørgsmål relateret til klimavidenskab, og vi er nødt til at fortsætte med at studere dem,” sagde 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。””Vi er nødt til at forstå, hvordan vi kan bekæmpe de dybe økologiske konsekvenser af klimaændringer.”
Mens Eberlight officielt blev lanceret i oktober, forbliver APS på en årelang hiatus som en del af en omfattende opgradering af anlægget. I løbet af denne tid vil teamet arbejde for at undersøge og udvikle et biologisk og miljømæssigt prøveudtagningssystem, udvikle databaser og gennemføre opsøgende for programmet.
Når APS kommer online igen i 2024, udvides dens kapaciteter markant. Eberlight-teamet indgår langsigtede aftaler med 13 APS-kanaler, der repræsenterer en lang række teknologier. Forskere, der arbejder gennem Eberlight, vil også have adgang til Argonne -ressourcer, såsom Argonne Computing Facility, hvor DOE Office of Science Office of Science Supercomputers og Laboratory Supercomputere er placeret, og Center for Advanced Protein -karakterisering, hvor proteiner er krystalliserede og forberedt på analyse.
Efterhånden som programmet udvikler sig, vil det udnytte forbindelser med andre DOE Office of Science -brugerfaciliteter, såsom Pacific Northwest National Laboratory's Environmental Molecular Sciences Laboratory og Joint Genome Institute ved Lawrence Berkeley National Laboratory.
”Det tager en landsby at opdrage et barn, men det kræver en endnu større landsby at løse et videnskabeligt problem,” sagde Argonne -fysiker Zou Finfrock, et medlem af Eberlight -teamet. 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。”Jeg elsker Eberlights mangesidede karakter, da den stræber efter at skabe en integreret platform, der fremmer videnskabelig forskning i biologiske, jordiske og økologiske systemer.Det lyder enkelt, men omfanget og potentialet er enorm. "
Ideen til Eberlight har været år i skabelsen, ifølge Ken Kemner, en senior fysiker og gruppeleder ved Argonne National Laboratory. Kemner arbejdede på APS for laboratoriets 27 år, hvoraf meget han brugte forbundet miljøforskere til institutionens ressourcer. Nu vil Eberlight fortsætte dette arbejde i større skala, sagde han. Han ser frem til at se, hvilke nye gennembrud der vil blive foretaget gennem forskning på drivhusgasser, vådområderøkosystemer og interaktioner mellem planter og mikroorganismer med jord og sediment.
Nøglen til Eberlighs succes er ifølge Kemner uddannelse af synchrotronforskere såvel som biologiske og miljømæssige forskere.
”Du er nødt til at uddanne radiologer for bedre at forstå miljøvidenskabelige problemer og tilpasse teknologi for bedre at løse miljøforskningsproblemer,” sagde han. 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。”Du er også nødt til at uddanne miljøforskere om, hvor gode lyskilder er til at løse disse problemer.Dette gøres for at reducere hindringerne for at tiltrække dem. "
Laurent Chapon, viceadministrerende direktør for Photon Science Laboratory og direktør for APS, sagde, at den nye plan betyder demokratisering af adgangen til APS og dens kapaciteter.
”Denne plan sender en vigtig meddelelse om, at APS er en kritisk ressource for nationen, der er i stand til at udvikle programmer, der hjælper med at løse presserende problemer, i dette tilfælde miljømæssige og biologiske problemer,” sagde 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 vil give en omfattende løsning for forskere, der søger at løse livsvidenskabelige problemer med praktisk relevans."
”Jeg håber, at uanset hvilke store udfordringer forskere står overfor, kan APS hjælpe dem,” sagde hun. 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。””Disse spørgsmål påvirker os alle.”
Argonne Leadership Computing Facility giver det videnskabelige og ingeniørfællesskab supercomputeringsfunktioner for at fremme grundlæggende opdagelse og forståelse på tværs af en lang række discipliner. Støttet af det amerikanske Department of Energy's (DOE) Advanced Scientific Computing Research (ASCR) -program, er ALCF et af to førende DOE -computingcentre dedikeret til åben videnskab.
Det amerikanske Department of Energy Office of Science's Advanced Photon Source (APS) på Argonne National Laboratory er en af de mest produktive røntgenkilder i verden. APS leverer røntgenbilleder med høj brydighed til en forskelligartet gruppe forskere inden for materialevidenskab, kemi, kondenseret stoffysik, liv og miljøvidenskab og anvendt forskning. Disse røntgenstråler er ideelle til at studere materialer og biologiske strukturer; distribution af elementer; Kemiske, magnetiske og elektroniske tilstande; såvel som en række teknologisk vigtige ingeniørsystemer, fra batterier til injektionsdyser, der er grundlæggende for vores lands økonomiske, teknologiske og økonomiske udvikling. og grundlaget for materiel velvære. Hvert år bruger mere end 5.000 forskere AP'er til at producere mere end 2.000 publikationer, detaljerede vigtige opdagelser og løse mere vigtige biologiske proteinstrukturer end nogen anden bruger af røntgenforskningsfaciliteter. De innovative teknologier hos APS -forskere og ingeniører ligger til grund for udviklingen af acceleratorer og lyskilder. Disse inkluderer inputenheder, der producerer de ekstremt lyse røntgenstråler, der er værdsat af forskere, linser, der fokuserer røntgenstråler ned til et par nanometre, instrumenter, der maksimerer interaktionen mellem røntgenstråler med prøven undersøgt, og enheder, der samler og samler x -Ray Software. Administrer store mængder data fra APS -studier.
Denne forskning anvendte ressourcer fra den avancerede fotonskilde, et DOE-kontor for videnskabsbrugerfacilitet administreret af DOE Office of Science's Argonne National Laboratory under kontrakt nr. DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory er forpligtet til at løse presserende nationale videnskabs- og teknologiproblemer. Argonne National Laboratory, det første nationale laboratorium i USA, gennemfører banebrydende grundlæggende og anvendt videnskabelig forskning inden for stort set enhver videnskabelig disciplin. Argonne National Laboratory -forskere arbejder tæt sammen med forskere fra hundreder af virksomheder, universiteter og føderale, statslige og kommunale agenturer for at hjælpe dem med at løse specifikke problemer, fremme amerikansk videnskabelig ledelse og opbygge en bedre fremtid for nationen. Argonne har ansatte i mere end 60 nationaliteter og administreres af Argonne LLC i Chicago, en del af det amerikanske Department of Energy's Office of Science.
Det amerikanske Department of Energy's Office of Science er den største finansierer af fysisk videnskabsforskning i USA og arbejder på at tackle nogle af de mest presserende udfordringer i vores tid. For mere information, besøg https: // Energy Gy .gov/Science.
Posttid: Nov-06-2023