Die Aarde is 'n komplekse ekosisteem, en ons plek daarin hang af van baie verskillende faktore. Van grondgesondheid tot luggehalte tot die gedrag van plante en mikroörganismes, die begrip van ons natuurlike wêreld en sy ander inwoners is van kritieke belang vir ons eie oorlewing. Namate die klimaat aanhou verander, sal die bestudering van die omgewing en sy diverse lewensvorme net belangriker word.
In Oktober 2023 sal die Advanced Photon Source (APS), 'n gebruikersfasiliteit binne die Kantoor van Wetenskap by die Amerikaanse Departement van Energie (DOE) se Argonne Nasionale Laboratorium, amptelik 'n nuwe program loods om biologiese en omgewingsnavorsings- en ontledingsvermoëns by die wêreld se voorste laboratoriums uit te brei. X-straalveld. 'n Maatskappy genaamd eBERlight het onlangs goedkeuring ontvang van die Amerikaanse Departement van Energie se Biologiese en Omgewingsnavorsingsprogram (BER). Die doel is om navorsers wat eksperimente op die BER-sending uitvoer, te verbind met APS se wêreldleidende X-straalwetenskaphulpbronne. Deur toegang tot die diverse vermoëns van APS uit te brei, hoop eBERlight-denkers om nuwe wetenskaplike metodes te ontdek en nuwe interdissiplinêre spanne navorsers te lok om nuwe perspektiewe op die wêreld waarin ons leef, te verken.
“Dit is 'n geleentheid om iets nuuts te skep wat nog nie voorheen in APS bestaan het nie,” het Caroline Michalska, proteïenkristalloog van die Argonne Nasionale Laboratorium, gesê, wat die werk aan eBERlight lei. 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”“Ons brei toegang uit om meer biologiese en omgewingsnavorsing moontlik te maak, en omdat die program so nuut is, help die wetenskaplikes wat die fasiliteit sal gebruik ons om dit te ontwikkel.”
Sedert sy stigting in die 1990's is APS 'n leier op die gebied van "makromolekulêre kristallografie" in biologiese navorsing. Wetenskaplikes gebruik hierdie tegnologie om meer te leer oor aansteeklike siektes en virusse om die grondslag te lê vir entstowwe en behandelings. APS beoog nou om sy sukses na ander gebiede van lewens- en omgewingswetenskap uit te brei.
Een probleem met hierdie uitbreiding is dat baie biologiese en omgewingswetenskaplikes onbewus is van die APS se vermoëns om hulle te help om hul navorsing te bevorder en nie vertroud is met die proses om helder X-strale van 'n voorwerp te produseer nie. Net so weet baie wetenskaplikes nie watter van die vele APS-eksperimentele stasies, genaamd straallyne, die beste keuse vir hul eksperimente is nie, aangesien elke stasie vir 'n spesifieke wetenskap en tegnologie geoptimaliseer is.
Michalska het gesê dit is waar eBERlight ter sprake kom. Sy het dit beskryf as 'n virtuele ekosisteem wat ontwerp is om wetenskaplikes met die regte tegnologieë op die regte APS-pad te verbind. Navorsers sal voorstelle aan eBERlight-personeel voorlê wat sal help om die eksperimentele ontwerp met die korrekte kanaal in lyn te bring om die voorgestelde studie uit te voer. Sy het gesê die diversiteit van APS se vermoëns beteken dat eBERlight 'n impak op verskeie gebiede van biologie en omgewingswetenskap kan hê.
“Ons kyk na wat BER-navorsers bestudeer en hoe ons daardie navorsing kan aanvul,” het sy gesê. 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.“Sommige van hierdie navorsers het nog nooit 'n sinkrotron soos APS gebruik nie.”Hulle leer watter gereedskap beskikbaar is en watter wetenskaplike vrae by APS aangespreek kan word wat nie elders gedoen kan word nie.”
“Dit is 'n geleentheid om iets nuuts te bou wat nog nie voorheen in APS bestaan het nie. Ons brei die omvang van biologiese en omgewingsnavorsing uit, en omdat dit nuwe navorsing is, help die wetenskaplikes wat die fasiliteit sal gebruik ons om die projek te ontwikkel. — Caroline Michalska, Argonne Nasionale Laboratorium
Wat die spesifieke wetenskap betref wat eBERlight sal bevorder, het Michalska gesê dit sal alles insluit van grondnavorsing tot die kweek van plante, wolkvorming en biobrandstowwe. Stefan Vogt, adjunkdirekteur van die APS X-straalwetenskapafdeling, het die watersiklus by die lys gevoeg en opgemerk dat hierdie inligting van kritieke belang is om veranderende klimaatstoestande beter te verstaan.
“Ons bestudeer vrae wat verband hou met klimaatwetenskap, en ons moet voortgaan om hulle te bestudeer,” het Vogt gesê. 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。”“Ons moet verstaan hoe om die diepgaande ekologiese gevolge van klimaatsverandering te bestry.”
Alhoewel eBERlight amptelik in Oktober bekendgestel is, sal APS 'n jaar lange onderbreking ondergaan as deel van 'n omvattende opgradering van die fasiliteit. Gedurende hierdie tyd sal die span werk aan navorsing en ontwikkeling van 'n biologiese en omgewingsmonsternemingstelsel, databasisse ontwikkel en uitreik vir die program doen.
Wanneer APS weer aanlyn kom in 2024, sal sy vermoëns aansienlik uitgebrei word. Die eBERlight-span sal langtermynooreenkomste met 13 APS-kanale aangaan wat 'n wye reeks tegnologieë verteenwoordig. Wetenskaplikes wat deur eBERlight werk, sal ook toegang hê tot Argonne-hulpbronne, soos die Argonne-rekenaarfasiliteit, waar die DOE Office of Science Office of Science-superrekenaars en laboratorium-superrekenaars geleë is, en die Sentrum vir Gevorderde Proteïenkarakterisering, waar proteïene gekristalliseer en voorberei word vir analise.
Soos die program ontwikkel, sal dit verbindings met ander gebruikersfasiliteite van die DOE Office of Science benut, soos die Pacific Northwest National Laboratory se Environmental Molecular Sciences Laboratory en die Joint Genome Institute by die Lawrence Berkeley National Laboratory.
“Dit verg ’n dorp om ’n kind groot te maak, maar dit verg ’n selfs groter dorp om ’n wetenskaplike probleem op te los,” het die Argonne-fisikus Zou Finfrock, ’n lid van die eBERlight-span, gesê. 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、地球和环瑢境系 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、地球和环瑢境系“Ek is mal oor die veelsydige aard van eBERlight, aangesien dit daarna streef om 'n geïntegreerde platform te skep wat wetenskaplike navorsing oor biologiese, terrestriële en ekologiese stelsels bevorder.”Dit klink eenvoudig, maar die omvang en potensiële impak is enorm.”
Die idee vir eBERlight is al jare in wording, volgens Ken Kemner, 'n senior fisikus en groepleier by die Argonne Nasionale Laboratorium. Kemner het vir die laboratorium se 27 jaar by APS gewerk, waarvan hy baie daarvan bestee het om omgewingsnavorsers met die instelling se hulpbronne te verbind. Nou sal eBERlight hierdie werk op 'n groter skaal voortsit, het hy gesê. Hy sien uit daarna om te sien watter nuwe deurbrake gemaak sal word deur navorsing oor kweekhuisgasse, vleiland-ekosisteme, en die interaksies van plante en mikroörganismes met grond en sediment.
Die sleutel tot eBERlight se sukses, volgens Kemner, is die opleiding van sinkrotronwetenskaplikes, sowel as biologiese en omgewingswetenskaplikes.
“Jy moet radioloë oplei om omgewingswetenskapprobleme beter te verstaan en tegnologie aan te pas om omgewingsnavorsingsprobleme beter op te los,” het hy gesê. 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倇色 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倇色“Jy moet ook omgewingswetenskaplikes opvoed oor hoe goed ligbronne is om hierdie probleme op te los.”Dit word gedoen om die hindernisse om hulle te lok, te verminder.”
Laurent Chapon, adjunkdirekteur van die Photon Science Laboratory en direkteur van APS, het gesê die nuwe plan beteken die demokratisering van toegang tot APS en sy vermoëns.
“Hierdie plan stuur 'n belangrike boodskap dat APS 'n kritieke hulpbron vir die nasie is, in staat om programme te ontwikkel wat help om dringende probleme op te los, in hierdie geval omgewings- en biologiese probleme,” het Chapon gesê. 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分竣提徛端到端观” 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分竣提徛端到端观”“eBERlight sal 'n omvattende oplossing bied vir wetenskaplikes wat lewenswetenskaplike probleme van praktiese relevansie wil oplos.”
“Ek hoop dat APS, ongeag watter groot uitdagings wetenskaplikes in die gesig staar, hulle kan help,” het sy gesê. 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。”“Hierdie kwessies raak ons almal.”
Die Argonne Leadership Computing Facility bied die wetenskaplike en ingenieursgemeenskap superrekenaarvermoëns om fundamentele ontdekking en begrip oor 'n wye reeks dissiplines te bevorder. Ondersteun deur die Amerikaanse Departement van Energie (DOE) se Advanced Scientific Computing Research (ASCR) program, is ALCF een van twee toonaangewende DOE-rekenaarsentrums wat toegewy is aan oop wetenskap.
Die Amerikaanse Departement van Energie se Kantoor van Wetenskap se Gevorderde Fotonbron (APS) by die Argonne Nasionale Laboratorium is een van die mees produktiewe X-straalbronne ter wêreld. APS verskaf hoë-helderheid X-strale aan 'n diverse groep navorsers in materiaalwetenskap, chemie, gekondenseerde materie-fisika, lewens- en omgewingswetenskappe, en toegepaste navorsing. Hierdie X-strale is ideaal vir die bestudering van materiale en biologiese strukture; verspreiding van elemente; chemiese, magnetiese en elektroniese toestande; sowel as 'n reeks tegnologies belangrike ingenieurstelsels, van batterye tot inspuitpunte, wat fundamenteel is vir ons nasie se ekonomiese, tegnologiese en ekonomiese ontwikkeling, en die basis van materiële welstand. Elke jaar gebruik meer as 5 000 navorsers APS om meer as 2 000 publikasies te produseer, wat belangrike ontdekkings uiteensit en belangriker biologiese proteïenstrukture oplos as enige ander gebruiker van X-straalnavorsingsfasiliteite. Die innoverende tegnologieë van APS-wetenskaplikes en -ingenieurs lê die grondslag vir die ontwikkeling van versnellers en ligbronne. Dit sluit in invoertoestelle wat die uiters helder X-strale produseer wat deur navorsers gewaardeer word, lense wat X-strale tot 'n paar nanometer fokus, instrumente wat die interaksie van X-strale met die monster wat bestudeer word, maksimeer, en toestelle wat X-straalsagteware insamel en saamstel. Bestuur groot hoeveelhede data van APS-studies.
Hierdie navorsing het hulpbronne van die Advanced Photon Source gebruik, 'n gebruikersfasiliteit van die DOE Office of Science wat deur die DOE Office of Science se Argonne National Laboratory bestuur word onder kontraknommer DE-AC02-06CH11357.
Die Argonne Nasionale Laboratorium is daartoe verbind om dringende nasionale wetenskap- en tegnologieprobleme op te los. Die Argonne Nasionale Laboratorium, die eerste nasionale laboratorium in die Verenigde State, doen baanbrekende basiese en toegepaste wetenskaplike navorsing in feitlik elke wetenskaplike dissipline. Navorsers van die Argonne Nasionale Laboratorium werk nou saam met navorsers van honderde maatskappye, universiteite en federale, staats- en munisipale agentskappe om hulle te help om spesifieke probleme op te los, Amerikaanse wetenskaplike leierskap te bevorder en 'n beter toekoms vir die nasie te bou. Argonne het werknemers van meer as 60 nasionaliteite en word bestuur deur Argonne LLC in Chicago, deel van die Amerikaanse Departement van Energie se Kantoor van Wetenskap.
Die Amerikaanse Departement van Energie se Kantoor van Wetenskap is die grootste befondser van fisiese wetenskapnavorsing in die Verenigde State en werk daaraan om van die dringendste uitdagings van ons tyd aan te spreek. Vir meer inligting, besoek https://energy.gov/science.
Plasingstyd: 6 November 2023