Земля є складною екосистемою, і наше місце в ній залежить від багатьох факторів.Від здоров’я ґрунту до якості повітря та поведінки рослин і мікроорганізмів, розуміння нашого природного світу та інших його мешканців має вирішальне значення для нашого власного виживання.Оскільки клімат продовжує змінюватися, вивчення навколишнього середовища та його різноманітних форм життя ставатиме все більш важливим.
У жовтні 2023 року Advanced Photon Source (APS), призначений для користувачів Управління науки Аргонської національної лабораторії Міністерства енергетики США (DOE), офіційно запустить нову програму для розширення можливостей біологічних досліджень і аналізу навколишнього середовища. провідні лабораторії світу.Рентгенівське поле.Компанія під назвою eBERlight нещодавно отримала схвалення програми біологічних і екологічних досліджень Міністерства енергетики США (BER).Мета полягає в тому, щоб з’єднати дослідників, які проводять експерименти в місії BER, із провідними світовими науковими ресурсами рентгенівського випромінювання APS.Розширюючи доступ до різноманітних можливостей APS, мислителі eBERlight сподіваються відкрити нові наукові методи та залучити нові міждисциплінарні групи дослідників для вивчення нових поглядів на світ, у якому ми живемо.
«Це можливість створити щось нове, чого раніше не існувало в APS», — сказала кристалолог білка Аргонської національної лабораторії Керолайн Міхальська, яка керує роботою над 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”«Ми розширюємо доступ, щоб забезпечити більше біологічних та екологічних досліджень, і оскільки програма є такою новою, вчені, які використовуватимуть установку, допомагають нам розвивати її».
З моменту заснування в 1990-х роках APS є лідером у галузі «макромолекулярної кристалографії» в біологічних дослідженнях.Вчені використовують цю технологію, щоб дізнатися більше про інфекційні захворювання та віруси, щоб закласти основу для вакцин і методів лікування.Тепер APS прагне поширити свій успіх на інші сфери життя та науки про навколишнє середовище.
Одна з проблем цього розширення полягає в тому, що багато вчених-біологів і екологів не знають про можливості APS, які допомагають їм просувати свої дослідження, і не знайомі з процесом отримання яскравих рентгенівських променів об’єкта.Так само багато вчених не знають, яка з багатьох експериментальних станцій APS, які називаються лініями променів, є найкращим вибором для їхніх експериментів, оскільки кожна станція оптимізована для конкретної науки та технології.
Міхальська сказала, що саме тут грає роль eBERlight.Вона описала це як віртуальну екосистему, призначену для зв’язку вчених із потрібними технологіями на правильному шляху APS.Дослідники представлять пропозиції співробітникам eBERlight, які допоможуть узгодити план експерименту з правильним каналом для проведення запропонованого дослідження.Вона сказала, що різноманітність можливостей APS означає, що eBERlight може мати вплив у багатьох сферах біології та науки про навколишнє середовище.
«Ми дивимось на те, що вивчають дослідники BER, і як ми можемо доповнити ці дослідження», – сказала вона. 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。«Деякі з цих дослідників ніколи не використовували синхротрон, як APS.Вони дізнаються, які інструменти доступні та які наукові питання можна вирішити в APS, які неможливо вирішити в іншому місці.»
«Це можливість побудувати щось нове, чого в APS раніше не було.Ми розширюємо сферу біологічних та екологічних досліджень, і оскільки це нові дослідження, науковці, які використовуватимуть установку, допомагають нам розвивати проект.— Керолайн Міхальська, Аргонська національна лабораторія
Щодо конкретної науки, яку просуватиме eBERlight, Міхальська сказала, що вона включатиме все: від дослідження ґрунту до вирощування рослин, формування хмар і біопалива.Штефан Фогт, заступник директора відділу рентгенівських досліджень APS, додав до списку кругообіг води, зазначивши, що ця інформація має вирішальне значення для кращого розуміння зміни кліматичних умов.
«Ми вивчаємо питання, пов’язані з кліматологією, і нам потрібно продовжувати їх вивчення», — сказав Фогт. 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」.”«Ми повинні зрозуміти, як боротися з глибокими екологічними наслідками зміни клімату».
У той час як eBERlight було офіційно запущено в жовтні, APS залишиться на річну перерву в рамках комплексної модернізації об’єкта.Протягом цього часу команда працюватиме над дослідженням і розробкою системи відбору біологічних і навколишніх проб, розробкою баз даних і проведенням роз’яснювальної роботи для програми.
Коли APS знову вийде в мережу у 2024 році, його можливості будуть значно розширені.Команда eBERlight укладе довгострокові угоди з 13 каналами APS, які представляють широкий спектр технологій.Науковці, які працюють за допомогою eBERlight, також матимуть доступ до ресурсів Argonne, таких як Argonne Computing Facility, де розташовані суперкомп’ютери та лабораторні суперкомп’ютери Управління науки Управління науки DOE, і Center for Advanced Protein Characterization, де білки кристалізуються та готуються для аналіз.
У міру розвитку програми вона використовуватиме зв’язки з іншими користувальницькими установами Управління науки DOE, такими як Лабораторія молекулярних наук про навколишнє середовище Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії та Об’єднаний інститут геному Національної лабораторії Лоуренса Берклі.
«Щоб виховати дитину, потрібне село, але щоб розв’язати наукову проблему, потрібне ще більше село», — сказав фізик із Аргону Зоу Фінфрок, член команди 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。«Мені подобається багатогранний характер eBERlight, оскільки він прагне створити інтегровану платформу, яка сприяє науковим дослідженням біологічних, наземних та екологічних систем.Звучить просто, але масштаб і потенційний вплив величезні.»
За словами Кена Кемнера, старшого фізика та керівника групи Аргонської національної лабораторії, ідея створення eBERlight була роками.Кемнер пропрацював у лабораторії APS 27 років, більшу частину яких він присвятив підключенню дослідників навколишнього середовища до ресурсів установи.Тепер eBERlight продовжить цю роботу в більшому масштабі, сказав він.Він з нетерпінням чекає нових проривів завдяки дослідженням парникових газів, водно-болотних екосистем і взаємодії рослин і мікроорганізмів із ґрунтом і опадами.
За словами Кемнера, ключем до успіху eBERlight є підготовка вчених-синхротронів, а також біологів і екологів.
«Ви повинні навчити радіологів краще розуміти екологічні наукові проблеми та адаптувати технології для кращого вирішення проблем екологічних досліджень», — сказав він. 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。«Вам також потрібно навчати вчених-екологів про те, наскільки добре джерела світла вирішують ці проблеми.Це робиться для того, щоб зменшити перешкоди для їх залучення.»
Лоран Чапон, заступник директора наукової лабораторії Photon і директор APS, сказав, що новий план означає демократизацію доступу до APS і його можливостей.
«Цей план надсилає важливе повідомлення про те, що APS є критично важливим ресурсом для нації, здатним розробляти програми, які допомагають вирішувати нагальні проблеми, у цьому випадку екологічні та біологічні проблеми», — сказав Чапон. 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 забезпечить комплексне рішення для вчених, які прагнуть вирішити проблеми науки про життя, що мають практичне значення».
«Я сподіваюся, що незалежно від того, з якими великими проблемами стикаються вчені, APS може їм допомогти», — сказала вона. 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。”«Ці проблеми стосуються всіх нас».
Argonne Leadership Computing Facility надає науковому та інженерному співтовариству суперкомп’ютерні можливості для просування фундаментальних відкриттів і розуміння в широкому діапазоні дисциплін.За підтримки програми передових наукових обчислювальних досліджень (ASCR) Міністерства енергетики США (DOE) ALCF є одним із двох провідних обчислювальних центрів міністерства енергетики США, присвячених відкритій науці.
Удосконалене джерело фотонів (APS) Міністерства енергетики США в Аргоннській національній лабораторії є одним із найпродуктивніших джерел рентгенівського випромінювання у світі.APS забезпечує рентгенівське випромінювання високої яскравості різноманітній групі дослідників у галузі матеріалознавства, хімії, фізики конденсованих середовищ, наук про життя та навколишнє середовище, а також прикладних досліджень.Ці рентгенівські промені ідеально підходять для вивчення матеріалів і біологічних структур;розподіл елементів;хімічний, магнітний та електронний стани;а також ряд технологічно важливих інженерних систем, від акумуляторів до інжекторних форсунок, які є фундаментальними для економічного, технологічного та економічного розвитку нашої країни.і Основа матеріального добробуту.Щороку понад 5000 дослідників використовують APS для створення понад 2000 публікацій, де детально описують важливі відкриття та розгадують більш важливі біологічні білкові структури, ніж будь-який інший користувач рентгенівських дослідницьких установок.Інноваційні технології вчених та інженерів APS лежать в основі розробки прискорювачів і джерел світла.До них належать пристрої введення, які створюють надзвичайно яскраві рентгенівські промені, які цінують дослідники, лінзи, які фокусують рентгенівські промені до кількох нанометрів, інструменти, які максимізують взаємодію рентгенівських променів із досліджуваним зразком, і пристрої, які збирають і збирають X програмне забезпечення -ray.Керуйте великими обсягами даних із досліджень APS.
У цьому дослідженні використовувалися ресурси Advanced Photon Source, призначеного для користувачів Управління науки Міністерства економіки США, яким керує Аргонська національна лабораторія Управління науки Міністерства енергетики згідно з контрактом № DE-AC02-06CH11357.
Аргонська національна лабораторія прагне вирішувати нагальні національні науково-технічні проблеми.Аргонська національна лабораторія, перша національна лабораторія в Сполучених Штатах, проводить передові фундаментальні та прикладні наукові дослідження практично в усіх наукових дисциплінах.Дослідники Аргонської національної лабораторії тісно співпрацюють із дослідниками із сотень компаній, університетів, федеральних, державних і муніципальних установ, щоб допомогти їм вирішити конкретні проблеми, підвищити наукове лідерство США та побудувати краще майбутнє для нації.У компанії Argonne працюють представники понад 60 національностей, і компанія управляється компанією Argonne LLC у Чикаго, яка є частиною Наукового відділу Міністерства енергетики США.
Управління науки Міністерства енергетики США є найбільшим спонсором досліджень фізичної науки в Сполучених Штатах і працює над вирішенням деяких із найнагальніших викликів нашого часу.Для отримання додаткової інформації відвідайте https://energygy.gov/science.
Час публікації: 06 листопада 2023 р