Jorden er et komplekst økosystem, og vores plads i det afhænger af mange forskellige faktorer. Fra jordens sundhed til luftkvalitet og planters og mikroorganismers adfærd er forståelsen af vores naturlige verden og dens andre indbyggere afgørende for vores egen overlevelse. Efterhånden som klimaet fortsætter med at ændre sig, vil det kun blive vigtigere at studere miljøet og dets forskellige livsformer.
I oktober 2023 lancerer Advanced Photon Source (APS), en brugerfacilitet i Office of Science under det amerikanske energiministeriums (DOE) Argonne National Laboratory, officielt et nyt program til at udvide kapaciteterne inden for biologisk og miljømæssig forskning og analyse i verdens førende laboratorier. Røntgenfelt. En virksomhed kaldet eBERlight har for nylig modtaget godkendelse fra det amerikanske energiministeriums program for biologisk og miljømæssig forskning (BER). Målet er at forbinde forskere, der udfører eksperimenter på BER-missionen, med APS' verdensførende røntgenvidenskabelige ressourcer. Ved at udvide adgangen til APS' forskellige muligheder håber eBERlight-tænkere at opdage nye videnskabelige metoder og tiltrække nye tværfaglige forskerhold til at udforske nye perspektiver på den verden, vi lever i.
"Dette er en mulighed for at skabe noget nyt, som ikke har eksisteret i APS før," sagde Caroline Michalska, proteinkrystallog fra Argonne National Laboratory, som 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 for at muliggøre mere biologisk og miljømæssig forskning, og fordi programmet er så nyt, hjælper de forskere, der vil bruge faciliteten, os med 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 inden for livs- og miljøvidenskab.
Et problem med denne udvidelse er, at mange biologiske og miljømæssige forskere ikke er klar over APS' muligheder for at fremme deres forskning og ikke er bekendt med processen med at producere klare røntgenstråler af et objekt. Ligeledes ved mange forskere ikke, hvilken af de mange APS-eksperimentelle stationer, kaldet strålelinjer, der er det bedste valg til deres eksperimenter, da hver station er optimeret til en specifik 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 rette vej mod APS. Forskerne vil præsentere forslag til eBERlight-personalet, som vil hjælpe med at tilpasse det eksperimentelle design til den korrekte kanal til at udføre den foreslåede undersøgelse. Hun sagde, at mangfoldigheden af APS' muligheder betød, at eBERlight kunne have en indflydelse på tværs af flere områder inden for biologi og miljøvidenskab.
"Vi ser på, hvad BER-forskere studerer, og hvordan vi kan supplere den 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 besvares på APS, som ikke kan gøres andre steder.”
"Dette er en mulighed for at bygge noget nyt, som 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 faciliteten, os med at udvikle projektet." — Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Hvad angår den specifikke videnskab, som eBERlight vil fremme, sagde Michalska, at den vil omfatte alt fra jordforskning til dyrkning af planter, skydannelse og biobrændstoffer. Stefan Vogt, vicedirektør for APS' røntgenvidenskabelige afdeling, tilføjede vandkredsløbet til listen og bemærkede, at denne information er afgørende for bedre at forstå skiftende 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 dybtgående økologiske konsekvenser af klimaforandringer."
Selvom eBERlight officielt blev lanceret i oktober, vil APS forblive på en års pause som en del af en omfattende opgradering af faciliteten. I denne periode vil teamet arbejde på at forske i og udvikle et biologisk og miljømæssigt prøvetagningssystem, udvikle databaser og udføre opsøgende arbejde for programmet.
Når APS kommer online igen i 2024, vil dets kapaciteter blive betydeligt udvidet. eBERlight-teamet vil indgå langsigtede aftaler med 13 APS-kanaler, der repræsenterer en bred vifte af 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-supercomputere og laboratoriesupercomputere er placeret, og Center for Advanced Protein Characterization, hvor proteiner krystalliseres og forberedes til analyse.
Efterhånden som programmet udvikler sig, vil det udnytte forbindelserne med andre brugerfaciliteter under DOE Office of Science, såsom Pacific Northwest National Laboratorys Environmental Molecular Sciences Laboratory og Joint Genome Institute ved Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Det kræver en landsby at opdrage et barn, men det kræver en endnu større landsby at løse et videnskabeligt problem," sagde Argonne-fysikeren 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、地球和环矢境系 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、地球和环矢境系"Jeg elsker den mangesidede natur af eBERlight, da det stræber efter at skabe en integreret platform, der fremmer videnskabelig forskning i biologiske, terrestriske og økologiske systemer."Det lyder simpelt, men omfanget og den potentielle effekt er enorm.”
Ideen til eBERlight har været undervejs i årevis, ifølge Ken Kemner, seniorfysiker og gruppeleder ved Argonne National Laboratory. Kemner arbejdede hos APS i laboratoriets 27 år, hvoraf han i høj grad brugte på at forbinde miljøforskere med 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 gjort gennem forskning i drivhusgasser, vådområders økosystemer og planters og mikroorganismers interaktioner med jord og sediment.
Nøglen til eBERlights succes er ifølge Kemner uddannelsen af synkrotronforskere samt biologiske og miljømæssige forskere.
"Man er nødt til at uddanne radiologer til bedre at forstå miljøvidenskabelige problemer og tilpasse teknologi til 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倂色 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倂色"Man skal også uddanne miljøforskere om, hvor gode lyskilder er til at løse disse problemer."Dette gøres for at mindske barriererne for at tiltrække dem.”
Laurent Chapon, vicedirektør for Photon Science Laboratory og direktør for APS, sagde, at den nye plan betyder en demokratisering af adgangen til APS og dets muligheder.
"Denne plan sender et vigtigt budskab 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竣提澛端到端观” 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竣提澛端到端观”"eBERlight vil tilbyde en omfattende løsning til forskere, der søger at løse biovidenskabelige problemer af praktisk relevans."
"Jeg håber, at uanset hvilke store udfordringer forskere står over for, 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 problemer påvirker os alle."
Argonne Leadership Computing Facility forsyner det videnskabelige og tekniske miljø med supercomputerkapaciteter til at fremme grundlæggende opdagelser og forståelse på tværs af en bred vifte af discipliner. ALCF, der støttes af det amerikanske energiministeriums (DOE) Advanced Scientific Computing Research (ASCR)-program, er et af DOE's to førende computercentre dedikeret til åben videnskab.
Det amerikanske energiministeriums Office of Science's Advanced Photon Source (APS) på Argonne National Laboratory er en af de mest produktive røntgenkilder i verden. APS leverer røntgenstråler med høj lysstyrke til en forskelligartet gruppe af forskere inden for materialevidenskab, kemi, kondenseret materiefysik, bio- og miljøvidenskab og anvendt forskning. Disse røntgenstråler er ideelle til at studere materialer og biologiske strukturer; fordeling af elementer; kemiske, magnetiske og elektroniske tilstande; samt en række teknologisk vigtige ingeniørsystemer, fra batterier til indsprøjtningsdyser, der er fundamentale for vores nations økonomiske, teknologiske og økonomiske udvikling og grundlaget for materiel velfærd. Hvert år bruger mere end 5.000 forskere APS til at producere mere end 2.000 publikationer, der beskriver vigtige opdagelser og løser vigtigere biologiske proteinstrukturer end nogen anden bruger af røntgenforskningsfaciliteter. De innovative teknologier fra APS-forskere og -ingeniører ligger til grund for udviklingen af acceleratorer og lyskilder. Disse omfatter inputenheder, der producerer de ekstremt klare røntgenstråler, som forskere sætter stor pris på, linser, der fokuserer røntgenstråler ned til et par nanometer, instrumenter, der maksimerer interaktionen mellem røntgenstråler og den undersøgte prøve, og enheder, der indsamler og samler røntgensoftware. Håndter store mængder data fra APS-undersøgelser.
Denne forskning anvendte ressourcer fra Advanced Photon Source, en brugerfacilitet under DOE Office of Science, der forvaltes af DOE Office of Science's Argonne National Laboratory under kontrakt nr. DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory er dedikeret til at løse presserende nationale videnskabelige og teknologiske problemer. Argonne National Laboratory, det første nationale laboratorium i USA, udfører banebrydende grundforskning og anvendt videnskabelig forskning inden for stort set alle videnskabelige discipliner. Forskere fra Argonne National Laboratory arbejder tæt sammen med forskere fra hundredvis af virksomheder, universiteter og føderale, statslige og kommunale myndigheder for at hjælpe dem med at løse specifikke problemer, fremme amerikansk videnskabeligt lederskab og opbygge en bedre fremtid for nationen. Argonne har medarbejdere fra mere end 60 nationaliteter og ledes af Argonne LLC i Chicago, en del af det amerikanske energiministeriums Office of Science.
Det amerikanske energiministeriums Office of Science er den største bidragyder til forskning inden for fysik i USA og arbejder på at løse nogle af de mest presserende udfordringer i vores tid. For mere information, besøg https://energy.gov/science.
Opslagstidspunkt: 6. november 2023