Земља је сложен екосистем, а наше место у њему зависи од многих различитих фактора. Од здравља земљишта до квалитета ваздуха, па све до понашања биљака и микроорганизама, разумевање нашег природног света и његових других становника је кључно за наш опстанак. Како се клима наставља мењати, проучавање животне средине и њених разноврсних облика живота постаће само важније.
У октобру 2023. године, Напредни извор фотона (APS), кориснички објекат у оквиру Канцеларије за науку Националне лабораторије Аргон Министарства енергетике САД (DOE), званично ће покренути нови програм за проширење могућности биолошких и еколошких истраживања и анализе у водећим светским лабораторијама. Област рендгенских зрака. Компанија под називом eBERlight недавно је добила одобрење од програма за биолошка и еколошка истраживања (BER) Министарства енергетике САД. Циљ је повезати истраживаче који спроводе експерименте на мисији BER са водећим светским ресурсима APS-а за науку о рендгенским зрацима. Проширивањем приступа разноврсним могућностима APS-а, мислиоци eBERlight-а се надају да ће открити нове научне методе и привући нове интердисциплинарне тимове истраживача како би истражили нове перспективе о свету у којем живимо.
„Ово је прилика да се створи нешто ново што раније није постојало у APS-у“, рекла је Каролина Михалска, кристалолог протеина Националне лабораторије Аргон, која води рад на eBERlight-у. а�<“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。” а�<“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”„Проширујемо приступ како бисмо омогућили више биолошких и еколошких истраживања, а пошто је програм тако нов, научници који ће користити објекат помажу нам да га развијемо.“
Од свог оснивања 1990-их, APS је био лидер у области „макромолекуларне кристалографије“ у биолошким истраживањима. Научници користе ову технологију да би сазнали више о заразним болестима и вирусима како би поставили темеље за вакцине и третмане. APS сада има за циљ да прошири свој успех на друге области живота и науке о животној средини.
Један проблем са овим проширењем је тај што многи биолошки и еколошки научници нису свесни могућности APS-а да им помогне у унапређењу истраживања и нису упознати са процесом производње светлих X-зрака објекта. Исто тако, многи научници не знају која је од многих APS експерименталних станица, названих зрачне линије, најбољи избор за њихове експерименте, пошто је свака станица оптимизована за одређену науку и технологију.
Михалска је рекла да је ту eBERlight дошао до изражаја. Описала га је као виртуелни екосистем осмишљен да повеже научнике са правим технологијама на правом путу APS-а. Истраживачи ће представити предлоге особљу eBERlight-а које ће помоћи у усклађивању експерименталног дизајна са исправним каналом за спровођење предложене студије. Она је рекла да разноликост APS-ових могућности значи да eBERlight може имати утицај на више области биологије и науке о животној средини.
„Разматрамо шта истраживачи БЕР-а проучавају и како можемо допунити то истраживање“, рекла је. а�<“其中一些研究人员从未使用过АПС 等同步加速器。 а�<“其中一些研究人员从未使用过АПС 等同步加速器。„Неки од ових истраживача никада нису користили синхротрон попут АПС-а.“Они уче који су алати доступни и која научна питања се могу решити у APS-у, а која се не могу решити негде другде.
„Ово је прилика да се изгради нешто ново што раније није постојало у APS-у. Проширујемо обим биолошких и еколошких истраживања, и пошто је ово ново истраживање, научници који ће користити објекат помажу нам у развоју пројекта.“ — Каролина Михалска, Национална лабораторија Аргон
Што се тиче специфичне науке коју ће eBERlight промовисати, Михалска је рекла да ће она обухватити све, од истраживања земљишта до узгоја биљака, формирања облака и биогорива. Стефан Фогт, заменик директора Одељења за рендгенске науке APS-а, додао је на списак и циклус воде, напомињући да су ове информације кључне за боље разумевање променљивих климатских услова.
„Проучавамо питања везана за климатску науку и морамо наставити да их проучавамо“, рекао је Фогт. а�<“我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。” а�<“我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。”„Морамо да разумемо како да се боримо против дубоких еколошких последица климатских промена.“
Иако је eBERlight званично покренут у октобру, APS ће остати на једногодишњој паузи као део свеобухватне надоградње објекта. Током овог периода, тим ће радити на истраживању и развоју система за биолошко и еколошко узорковање, развоју база података и спровођењу информисања о програму.
Када се APS поново покрене 2024. године, његове могућности ће бити значајно проширене. Тим eBERlight ће склопити дугорочне уговоре са 13 APS канала који представљају широк спектар технологија. Научници који раде преко eBERlight-а ће такође имати приступ ресурсима Argonne-а, као што је Argonne Computing Facility, где се налазе суперрачунари и лабораторијски суперрачунари DOE Office of Science Office of Science, и Центар за напредну карактеризацију протеина, где се протеини кристалишу и припремају за анализу.
Како се програм развија, искористиће везе са другим корисничким објектима Канцеларије за науку Министарства енергетике САД, као што су Лабораторија за молекуларне науке о животној средини Националне лабораторије Пацифичког северозапада и Заједнички институт за геном у Националној лабораторији Лоренс Беркли.
„Потребно је цело село да би се одгајило дете, али је потребно још веће село да би се решио научни проблем“, рекао је физичар из Аргона, Зоу Финфрок, члан тима eBERlight. а�<“我喜欢еБЕРлигхт的多面性，因为它致力于建立一个综合平台,促进跨生物、地球和环境和环境的环境 а�<“我喜欢еБЕРлигхт的多面性，因为它致力于建立一个综合平台,促进跨生物、地球和环境和环境的环境„Волим вишеслојну природу eBERlight-а јер тежи стварању интегрисане платформе која унапређује научна истраживања биолошких, копнених и еколошких система.“Звучи једноставно, али обим и потенцијални утицај су огромни.
Идеја за eBERlight настајала је годинама, према речима Кена Кемнера, вишег физичара и вође групе у Националној лабораторији Аргон. Кемнер је радио у APS-у 27 година, од чега је већи део времена провео повезујући истраживаче животне средине са ресурсима институције. Сада ће eBERlight наставити овај рад у већем обиму, рекао је он. Он се радује да види каква ће се нова открића постићи истраживањем гасова стаклене баште, мочварних екосистема и интеракција биљака и микроорганизама са земљиштем и седиментом.
Кључ успеха eBERlight-а, према Кемнеру, је обука синхротронских научника, као и биолошких и еколошких научника.
„Морате обучити радиологе да боље разумеју проблеме науке о животној средини и да прилагоде технологију како би боље решили проблеме истраживања животне средине“, рекао је он. а�<“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し а�<“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し„Такође морате едуковати научнике заштитнике животне средине о томе колико су извори светлости добри у решавању ових проблема.“То се ради како би се смањиле препреке за њихово привлачење.
Лоран Шапон, заменик директора Лабораторије за фотонске науке и директор АПС-а, рекао је да нови план значи демократизацију приступа АПС-у и његовим могућностима.
„Овај план шаље важну поруку да је АПС кључни ресурс за нацију, способан да развије програме који помажу у решавању горућих проблема, у овом случају еколошких и биолошких проблема“, рекао је Чапон. а�<“еБЕРлигхт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”到端解 а�<“еБЕРлигхт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”到端解„eBERlight ће пружити свеобухватно решење за научнике који желе да реше проблеме биолошких наука од практичног значаја.“
„Надам се да без обзира на велике изазове са којима се научници суочавају, APS може да им помогне“, рекла је она. а�<“这些挑战影响着我们每个人。” а�<“这些挑战影响着我们每个人。”„Ова питања утичу на све нас.“
Аргонски центар за рачунарство лидерства пружа научној и инжењерској заједници суперрачунарске могућности за унапређење фундаменталних открића и разумевања у широком спектру дисциплина. Уз подршку програма Напредна научна рачунарска истраживања (ASCR) Министарства енергетике САД (DOE), ALCF је један од два водећа рачунарска центра DOE посвећена отвореној науци.
Напредни фотонски извор (APS) Канцеларије за науку Министарства енергетике САД у Националној лабораторији Аргон један је од најпродуктивнијих извора X-зрака на свету. APS пружа X-зраке високог сјаја разноврсној групи истраживача у науци о материјалима, хемији, физици кондензоване материје, наукама о животу и животној средини, као и примењеним истраживањима. Ови X-зраци су идеални за проучавање материјала и биолошких структура; дистрибуције елемената; хемијских, магнетних и електронских стања; као и низа технолошки важних инжењерских система, од батерија до млазница за убризгавање, који су фундаментални за економски, технолошки и економски развој наше нације, и основу материјалног благостања. Сваке године више од 5.000 истраживача користи APS за производњу више од 2.000 публикација, детаљно описујући важна открића и решавајући важније биолошке структуре протеина него било који други корисник истраживачких објеката за X-зраке. Иновативне технологије научника и инжењера APS-а су основа развоја акцелератора и извора светлости. То укључује улазне уређаје који производе изузетно светле рендгенске зраке које истраживачи цене, сочива која фокусирају рендгенске зраке до неколико нанометара, инструменте који максимизирају интеракцију рендгенских зрака са узорком који се испитује и уређаје који прикупљају и склапају софтвер за рендгенске снимке. Управљајте великим количинама података из APS студија.
Ово истраживање је користило ресурсе из Advanced Photon Source-а, корисничког објекта Канцеларије за науку Министарства енергетике САД којим управља Национална лабораторија Аргон Канцеларије за науку Министарства енергетике САД по уговору бр. DE-AC02-06CH11357.
Национална лабораторија Аргон посвећена је решавању хитних националних проблема науке и технологије. Национална лабораторија Аргон, прва национална лабораторија у Сједињеним Државама, спроводи најсавременија основна и примењена научна истраживања у готово свакој научној дисциплини. Истраживачи Националне лабораторије Аргон тесно сарађују са истраживачима из стотина компанија, универзитета и савезних, државних и општинских агенција како би им помогли да реше специфичне проблеме, унапреде научно лидерство САД и изграде бољу будућност за нацију. Аргон има запослене више од 60 националности, а њиме управља Argonne LLC у Чикагу, део Канцеларије за науку Министарства енергетике САД.
Канцеларија за науку Министарства енергетике САД је највећи финансијер истраживања у области физичких наука у Сједињеним Државама и ради на решавању неких од најхитнијих изазова нашег времена. За више информација посетите https://energygy.gov/science.
Време објаве: 06.11.2023.