Pământul este un ecosistem complex, iar locul nostru în el depinde de mulți factori diferiți. De la sănătatea solului la calitatea aerului și comportamentul plantelor și microorganismelor, înțelegerea lumii noastre naturale și a celorlalți locuitori ai acesteia este esențială pentru propria noastră supraviețuire. Pe măsură ce clima continuă să se schimbe, studierea mediului și a diverselor sale forme de viață va deveni din ce în ce mai importantă.
În octombrie 2023, Advanced Photon Source (APS), o unitate pentru utilizatori din cadrul Biroului de Știință al Laboratorului Național Argonne al Departamentului de Energie al SUA (DOE), va lansa oficial un nou program de extindere a capacităților de cercetare și analiză biologică și de mediu în cadrul laboratoarelor de top din domeniul razelor X din lume. O companie numită eBERlight a primit recent aprobarea programului de Cercetare Biologică și de Mediu (BER) al Departamentului de Energie al SUA. Scopul este de a conecta cercetătorii care efectuează experimente în cadrul misiunii BER cu resursele științifice de raze X de top ale APS. Prin extinderea accesului la diversele capacități ale APS, gânditorii eBERlight speră să descopere noi metode științifice și să atragă noi echipe interdisciplinare de cercetători pentru a explora noi perspective asupra lumii în care trăim.
„Aceasta este o oportunitate de a crea ceva nou care nu a existat până acum în APS”, a declarat Caroline Michalska, cristalolog de proteine de la Laboratorul Național Argonne, care conduce lucrarea la 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”„Extindem accesul pentru a facilita mai multe cercetări biologice și de mediu și, deoarece programul este atât de nou, oamenii de știință care vor folosi instalația ne ajută să o dezvoltăm.”
Încă de la înființarea sa în anii 1990, APS a fost lider în domeniul „cristalografiei macromoleculare” în cercetarea biologică. Oamenii de știință folosesc această tehnologie pentru a afla mai multe despre bolile infecțioase și virusuri, pentru a pune bazele vaccinurilor și tratamentelor. APS își propune acum să își extindă succesul în alte domenii ale științelor vieții și mediului.
O problemă a acestei extinderi este că mulți oameni de știință din domeniul biologiei și mediului nu sunt conștienți de capacitățile APS de a-i ajuta să-și avanseze cercetarea și nu sunt familiarizați cu procesul de producere a razelor X luminoase ale unui obiect. De asemenea, mulți oameni de știință nu știu care dintre numeroasele stații experimentale APS, numite linii de fascicul, este cea mai bună alegere pentru experimentele lor, deoarece fiecare stație este optimizată pentru o știință și o tehnologie specifică.
Michalska a spus că aici intervine eBERlight. Ea l-a descris ca pe un ecosistem virtual conceput pentru a conecta oamenii de știință cu tehnologiile potrivite pe calea cea bună către APS. Cercetătorii vor prezenta propuneri personalului eBERlight, care va ajuta la alinierea designului experimental cu canalul corect pentru a realiza studiul propus. Ea a spus că diversitatea capacităților APS înseamnă că eBERlight ar putea avea un impact în mai multe domenii ale biologiei și științei mediului.
„Analizăm ce studiază cercetătorii BER și cum putem completa aceste cercetări”, a spus ea. 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。„Unii dintre acești cercetători nu au folosit niciodată un sincrotron precum APS.”Ei învață ce instrumente sunt disponibile și ce întrebări științifice pot fi abordate la APS, care nu pot fi abordate în altă parte.”
„Aceasta este o oportunitate de a construi ceva nou, care nu a existat până acum în APS. Extindem domeniul de aplicare al cercetării biologice și de mediu și, pentru că aceasta este o cercetare nouă, oamenii de știință care vor folosi instalația ne ajută să dezvoltăm proiectul. — Caroline Michalska, Laboratorul Național Argonne
În ceea ce privește știința specifică pe care o va promova eBERlight, Michalska a spus că aceasta va include totul, de la cercetarea solului la creșterea plantelor, formarea norilor și biocombustibili. Stefan Vogt, director adjunct al Diviziei de Știință cu Raze X a APS, a adăugat ciclul apei pe listă, menționând că aceste informații sunt esențiale pentru o mai bună înțelegere a condițiilor climatice în schimbare.
„Studiem întrebări legate de știința climei și trebuie să continuăm să le studiem”, a spus 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。”„Trebuie să înțelegem cum să combatem consecințele ecologice profunde ale schimbărilor climatice.”
Deși eBERlight a fost lansat oficial în octombrie, APS va rămâne într-o pauză de un an ca parte a unei modernizări ample a instalațiilor. În această perioadă, echipa va lucra la cercetarea și dezvoltarea unui sistem de eșantionare biologică și de mediu, va dezvolta baze de date și va desfășura activități de informare pentru program.
Când APS va fi din nou online în 2024, capacitățile sale vor fi extinse semnificativ. Echipa eBERlight va încheia acorduri pe termen lung cu 13 canale APS, reprezentând o gamă largă de tehnologii. Oamenii de știință care lucrează prin intermediul eBERlight vor avea, de asemenea, acces la resursele Argonne, cum ar fi Centrul de Calcul Argonne, unde se află supercomputerele Biroului de Știință al Departamentului Energiei și supercomputerele de laborator, și Centrul pentru Caracterizarea Avansată a Proteinelor, unde proteinele sunt cristalizate și pregătite pentru analiză.
Pe măsură ce programul evoluează, acesta va valorifica conexiunile cu alte facilități ale utilizatorilor din cadrul Biroului de Știință al Departamentului Energiei, cum ar fi Laboratorul de Științe Moleculare ale Mediului din cadrul Laboratorului Național Pacific Northwest și Institutul Comun al Genomului din cadrul Laboratorului Național Lawrence Berkeley.
„Este nevoie de un sat întreg pentru a crește un copil, dar este nevoie de un sat și mai mare pentru a rezolva o problemă științifică”, a declarat fizicianul Zou Finfrock din Argonne, membru al echipei 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、地球和环地球和环地球和环建立一个综合平台，促进跨生物、地球和环地球和环地球和环地球和环境和环境禢性 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、地球和环地球和环地球和环建立一个综合平台，促进跨生物、地球和环地球和环地球和环地球和环境和环境禢性„Îmi place natura multifațetată a eBERlight, deoarece se străduiește să creeze o platformă integrată care să promoveze cercetarea științifică în sistemele biologice, terestre și ecologice.”„Sună simplu, dar amploarea și impactul potențial sunt enorme.”
Ideea pentru eBERlight a fost elaborată timp de ani de zile, potrivit lui Ken Kemner, fizician senior și lider de grup la Laboratorul Național Argonne. Kemner a lucrat la APS timp de 27 de ani ai laboratorului, o mare parte din aceștia petrecându-i conectând cercetătorii din domeniul mediului la resursele instituției. Acum, eBERlight va continua această activitate la o scară mai mare, a spus el. El așteaptă cu nerăbdare să vadă ce noi descoperiri vor fi realizate prin cercetarea gazelor cu efect de seră, a ecosistemelor de zone umede și a interacțiunilor plantelor și microorganismelor cu solul și sedimentele.
Cheia succesului eBERlight, potrivit lui Kemner, constă în instruirea oamenilor de știință specializați în sincrotron, precum și a biologilor și specialiștilor în mediu.
„Trebuie să instruiești radiologi pentru a înțelege mai bine problemele științei mediului și pentru a adapta tehnologia pentru a rezolva mai bine problemele cercetării de mediu”, a spus el. 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。„De asemenea, trebuie să-i educați pe oamenii de știință din domeniul mediului cu privire la cât de bune sunt sursele de lumină în rezolvarea acestor probleme.”Acest lucru se face pentru a reduce barierele în calea atragerii lor.”
Laurent Chapon, director adjunct al Laboratorului de Științe Fotonice și director al APS, a declarat că noul plan înseamnă democratizarea accesului la APS și la capacitățile sale.
„Acest plan transmite un mesaj important, și anume că APS este o resursă critică pentru națiune, capabilă să dezvolte programe care ajută la rezolvarea problemelor presante, în acest caz probleme de mediu și biologice”, a spus 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斀到端觹”到端斂 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斀到端觹”到端斂„eBERlight va oferi o soluție cuprinzătoare pentru oamenii de știință care doresc să rezolve problemele științelor vieții cu relevanță practică.”
„Sper că, indiferent de marile provocări cu care se confruntă oamenii de știință, APS îi poate ajuta”, a spus ea. 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。”„Aceste probleme ne afectează pe toți.”
Centrul de calcul Argonne Leadership Computing Facility oferă comunității științifice și inginerești capacități de supercalcul pentru a avansa descoperirile și înțelegerea fundamentală într-o gamă largă de discipline. Susținut de programul Advanced Scientific Computing Research (ASCR) al Departamentului Energiei din SUA (DOE), ALCF este unul dintre cele două centre de calcul de top ale DOE dedicate științei deschise.
Sursa Avansată de Fotoni (APS) a Biroului de Știință al Departamentului de Energie al SUA de la Laboratorul Național Argonne este una dintre cele mai productive surse de raze X din lume. APS furnizează raze X de înaltă luminozitate unui grup divers de cercetători în știința materialelor, chimie, fizica materiei condensate, științe ale vieții și mediului, precum și cercetare aplicată. Aceste raze X sunt ideale pentru studierea materialelor și a structurilor biologice; distribuția elementelor; stările chimice, magnetice și electronice; precum și o gamă de sisteme inginerești importante din punct de vedere tehnologic, de la baterii la duze de injecție, care sunt fundamentale pentru dezvoltarea economică, tehnologică și economică a națiunii noastre. și baza bunăstării materiale. În fiecare an, peste 5.000 de cercetători folosesc APS pentru a produce peste 2.000 de publicații, detaliind descoperiri importante și rezolvând structuri proteice biologice mai importante decât orice alt utilizator al instalațiilor de cercetare cu raze X. Tehnologiile inovatoare ale oamenilor de știință și inginerilor APS stau la baza dezvoltării acceleratoarelor și a surselor de lumină. Acestea includ dispozitive de intrare care produc razele X extrem de luminoase apreciate de cercetători, lentile care focalizează razele X până la câțiva nanometri, instrumente care maximizează interacțiunea razelor X cu proba studiată și dispozitive care colectează și asamblează software de raze X. Gestionați volume mari de date din studiile APS.
Această cercetare a utilizat resurse de la Advanced Photon Source, o facilitate a utilizatorilor DOE Office of Science, gestionată de Laboratorul Național Argonne al DOE Office of Science în cadrul contractului nr. DE-AC02-06CH11357.
Laboratorul Național Argonne se angajează să rezolve problemele științifice și tehnologice naționale presante. Laboratorul Național Argonne, primul laborator național din Statele Unite, desfășoară cercetări științifice fundamentale și aplicate de ultimă generație în aproape fiecare disciplină științifică. Cercetătorii Laboratorului Național Argonne lucrează îndeaproape cu cercetători din sute de companii, universități și agenții federale, statale și municipale pentru a-i ajuta să rezolve probleme specifice, să promoveze leadershipul științific al SUA și să construiască un viitor mai bun pentru națiune. Argonne are angajați de peste 60 de naționalități și este administrat de Argonne LLC din Chicago, parte a Biroului de Știință al Departamentului de Energie al SUA.
Biroul pentru Știință din cadrul Departamentului de Energie al SUA este cel mai mare finanțator al cercetării în științe fizice din Statele Unite și lucrează pentru a aborda unele dintre cele mai presante provocări ale timpului nostru. Pentru mai multe informații, vizitați https://energygy.gov/science.
Data publicării: 06 noiembrie 2023