Земля — сложная экосистема, и наше место в ней зависит от множества различных факторов.От здоровья почвы до качества воздуха и поведения растений и микроорганизмов — понимание нашего природного мира и других его обитателей имеет решающее значение для нашего собственного выживания.Поскольку климат продолжает меняться, изучение окружающей среды и ее разнообразных форм жизни станет только более важным.
В октябре 2023 года Advanced Photon Source (APS), пользовательский объект Управления науки Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE), официально запустит новую программу по расширению возможностей биологических и экологических исследований и анализа в ведущие лаборатории мира.Рентгеновское поле.Компания eBERlight недавно получила одобрение программы биологических и экологических исследований (BER) Министерства энергетики США.Цель состоит в том, чтобы соединить исследователей, проводящих эксперименты в рамках миссии BER, с ведущими мировыми ресурсами рентгеновской науки APS.Расширяя доступ к разнообразным возможностям APS, мыслители eBERlight надеются открыть новые научные методы и привлечь новые междисциплинарные группы исследователей для изучения новых взглядов на мир, в котором мы живем.
«Это возможность создать что-то новое, чего раньше не существовало в APS», — сказала кристаллолог белка Аргоннской национальной лаборатории Кэролайн Михальска, которая возглавляет работу над eBERlight. â�<“Возможно, что это будет так, как будто вы хотите, чтобы это было так, как вам хотелось бы.将使用该设施的科学家正在帮助我们开发它。” â�<“Возможно, что это будет не так, как в случае с автомобилем, в котором вы будете работать, как в китайском, так и в китайском стиле”«Мы расширяем доступ, чтобы обеспечить больше биологических и экологических исследований, и поскольку программа настолько новая, ученые, которые будут использовать этот объект, помогают нам развивать ее».
С момента своего основания в 1990-х годах APS является лидером в области «макромолекулярной кристаллографии» в биологических исследованиях.Ученые используют эту технологию, чтобы узнать больше об инфекционных заболеваниях и вирусах, чтобы заложить основу для вакцин и методов лечения.Теперь APS стремится распространить свой успех на другие области жизни и науки об окружающей среде.
Одна из проблем с этим расширением заключается в том, что многие ученые-биологи и ученые-экологи не знают о возможностях APS, помогающих им продвигать свои исследования, и не знакомы с процессом получения ярких рентгеновских лучей объекта.Аналогичным образом, многие ученые не знают, какая из множества экспериментальных станций APS, называемых лучевыми линиями, является лучшим выбором для их экспериментов, поскольку каждая станция оптимизирована для конкретной науки и технологии.
Михальска сказала, что именно здесь в игру вступает eBERlight.Она описала это как виртуальную экосистему, призванную соединить ученых с нужными технологиями на правильном пути APS.Исследователи представят предложения сотрудникам eBERlight, которые помогут согласовать экспериментальный план с правильным каналом для проведения предлагаемого исследования.Она сказала, что разнообразие возможностей APS означает, что eBERlight может оказать влияние на многие области биологии и науки об окружающей среде.
«Мы изучаем, что изучают исследователи BER, и как мы можем дополнить эти исследования», — сказала она. 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。«Некоторые из этих исследователей никогда не использовали синхротрон, подобный APS.Они узнают, какие инструменты доступны и какие научные вопросы можно решить в APS, чего нельзя сделать где-либо еще.»
«Это возможность создать что-то новое, чего раньше не было в APS.Мы расширяем масштабы биологических и экологических исследований, и поскольку это новые исследования, ученые, которые будут использовать этот объект, помогают нам развивать проект.— Кэролайн Михальска, Аргоннская национальная лаборатория
Что касается конкретной науки, которую будет продвигать eBERlight, Михальска сказала, что она будет включать в себя все: от исследования почвы до выращивания растений, образования облаков и биотоплива.Стефан Фогт, заместитель директора отдела рентгеновских исследований APS, добавил в список круговорот воды, отметив, что эта информация имеет решающее значение для лучшего понимания меняющихся климатических условий.
«Мы изучаем вопросы, связанные с наукой о климате, и нам нужно продолжать их изучать», — сказал 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。”«Нам необходимо понять, как бороться с глубокими экологическими последствиями изменения климата».
Хотя eBERlight официально запущен в октябре, APS останется в годичном перерыве в рамках комплексной модернизации оборудования.В течение этого времени команда будет работать над исследованием и разработкой системы отбора биологических и экологических проб, разработкой баз данных и проведением информационно-пропагандистской работы в рамках программы.
Когда APS снова выйдет в строй в 2024 году, его возможности будут значительно расширены.Команда eBERlight заключит долгосрочные соглашения с 13 каналами APS, представляющими широкий спектр технологий.Ученые, работающие через eBERlight, также будут иметь доступ к ресурсам Аргонны, таким как Аргоннский вычислительный центр, где расположены суперкомпьютеры и лабораторные суперкомпьютеры Управления науки Министерства энергетики США, и Центр расширенной характеристики белков, где белки кристаллизуются и подготавливаются к использованию. анализ.
По мере развития программы она будет использовать связи с другими пользовательскими учреждениями Управления науки Министерства энергетики США, такими как Лаборатория молекулярных наук окружающей среды Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории и Объединенный институт генома Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли.
«Чтобы вырастить ребенка, нужна деревня, но чтобы решить научную проблему, нужна еще большая деревня», — сказал физик из Аргонна Зоу Финфрок, член команды 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、地球和环境系统科学探索。«Мне нравится многогранная природа eBERlight, поскольку она стремится создать интегрированную платформу, которая продвигает научные исследования биологических, наземных и экологических систем.Звучит просто, но масштаб и потенциальное воздействие огромны.»
По словам Кена Кемнера, старшего физика и руководителя группы Аргоннской национальной лаборатории, идея eBERlight разрабатывалась годами.Кемнер проработал в лаборатории APS 27 лет, большую часть из которых он посвятил подключению исследователей-экологов к ресурсам учреждения.Теперь eBERlight продолжит эту работу в более широком масштабе, сказал он.Он с нетерпением ждет возможности увидеть, какие новые прорывы будут достигнуты благодаря исследованиям парниковых газов, экосистем водно-болотных угодий и взаимодействия растений и микроорганизмов с почвой и отложениями.
По словам Кемнера, ключом к успеху eBERlight является подготовка ученых-синхротронников, а также ученых-биологов и ученых-экологов.
«Вам необходимо обучать радиологов, чтобы они лучше понимали проблемы науки об окружающей среде и адаптировали технологии для лучшего решения проблем экологических исследований», — сказал он. â�<“Возможности, связанные с рынком, предполагают использование защитных средств, а также защитное оборудование для автомобилей.。 â�<“Возможности, связанные с рынком, предполагают использование защитных средств, а также защитное оборудование для автомобилей.。«Вам также необходимо рассказать ученым-экологам о том, насколько хороши источники света в решении этих проблем.Это делается для того, чтобы снизить барьеры для их привлечения.»
Лоран Шапон, заместитель директора Фотонной научной лаборатории и директор APS, сказал, что новый план означает демократизацию доступа к APS и его возможностям.
«Этот план посылает важный сигнал о том, что АФС является важнейшим ресурсом для нации, способным разрабатывать программы, которые помогают решать насущные проблемы, в данном случае экологические и биологические проблемы», — сказал Чапон. â�<“eBERlight может быть установлен в режиме реального времени или в режиме реального времени” â�<“eBERlight может быть установлен в режиме реального времени или в режиме реального времени”«eBERlight предоставит комплексное решение для ученых, стремящихся решить проблемы науки о жизни, имеющие практическое значение».
«Я надеюсь, что какие бы серьезные проблемы ни стояли перед учеными, APS сможет им помочь», — сказала она. 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。”«Эти проблемы затрагивают всех нас».
Argonne Leadership Computing Facility предоставляет научному и инженерному сообществу суперкомпьютерные возможности для продвижения фундаментальных открытий и понимания в широком спектре дисциплин.При поддержке программы передовых научных компьютерных исследований (ASCR) Министерства энергетики США (DOE) ALCF является одним из двух ведущих вычислительных центров Министерства энергетики, занимающихся открытой наукой.
Усовершенствованный источник фотонов (APS) Управления науки Министерства энергетики США в Аргоннской национальной лаборатории является одним из самых производительных источников рентгеновского излучения в мире.APS предоставляет рентгеновские снимки высокой яркости разнообразным группам исследователей в области материаловедения, химии, физики конденсированных сред, наук о жизни и окружающей среде, а также прикладных исследований.Эти рентгеновские лучи идеально подходят для изучения материалов и биологических структур;распределение элементов;химические, магнитные и электронные состояния;а также ряд технологически важных инженерных систем, от аккумуляторов до форсунок, которые имеют основополагающее значение для экономического, технологического и экономического развития нашей страны.и Основа материального благополучия.Ежегодно более 5000 исследователей используют APS для создания более 2000 публикаций, подробно описывающих важные открытия и решающих более важные биологические белковые структуры, чем любой другой пользователь рентгеновских исследовательских установок.Инновационные технологии ученых и инженеров APS лежат в основе разработки ускорителей и источников света.К ним относятся устройства ввода, которые производят чрезвычайно яркие рентгеновские лучи, ценимые исследователями, линзы, фокусирующие рентгеновские лучи до нескольких нанометров, инструменты, которые максимизируют взаимодействие рентгеновских лучей с исследуемым образцом, а также устройства, которые собирают и собирают рентгеновские лучи. Программное обеспечение -Ray.Управляйте большими объемами данных исследований APS.
В этом исследовании использовались ресурсы Advanced Photon Source, пользовательского центра Управления науки Министерства энергетики США, управляемого Аргоннской национальной лабораторией Управления науки Министерства энергетики США по контракту № DE-AC02-06CH11357.
Аргоннская национальная лаборатория стремится решать актуальные национальные научно-технические проблемы.Аргоннская национальная лаборатория, первая национальная лаборатория в США, проводит передовые фундаментальные и прикладные научные исследования практически во всех научных дисциплинах.Исследователи Аргоннской национальной лаборатории тесно сотрудничают с исследователями из сотен компаний, университетов, а также федеральных, государственных и муниципальных агентств, чтобы помочь им решить конкретные проблемы, продвинуть научное лидерство США и построить лучшее будущее для нации.В компании Argonne работают сотрудники более чем 60 национальностей, и ею управляет компания Argonne LLC в Чикаго, входящая в состав Управления науки Министерства энергетики США.
Управление науки Министерства энергетики США является крупнейшим спонсором физических научных исследований в Соединенных Штатах и работает над решением некоторых из наиболее насущных проблем нашего времени.Для получения дополнительной информации посетите https://energygy.gov/science.
Время публикации: 06 ноября 2023 г.