Земята е сложна екосистема и нашето място в нея зависи от много различни фактори.От здравето на почвата през качеството на въздуха до поведението на растенията и микроорганизмите, разбирането на нашия естествен свят и другите му обитатели е от решаващо значение за собственото ни оцеляване.Тъй като климатът продължава да се променя, изучаването на околната среда и нейните разнообразни форми на живот ще става все по-важно.
През октомври 2023 г. Advanced Photon Source (APS), потребителско съоръжение в рамките на Службата по наука към Националната лаборатория в Аргон на Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), официално ще стартира нова програма за разширяване на възможностите за биологични и екологични изследвания и анализи в водещи световни лаборатории.Рентгеново поле.Компания, наречена eBERlight, наскоро получи одобрение от програмата за биологични и екологични изследвания (BER) на Министерството на енергетиката на САЩ.Целта е да се свържат изследователи, провеждащи експерименти по мисията на BER, с водещите световни научни ресурси за рентгенови лъчи на APS.Чрез разширяване на достъпа до разнообразните възможности на APS, мислителите на eBERlight се надяват да открият нови научни методи и да привлекат нови интердисциплинарни екипи от изследователи, за да изследват нови перспективи за света, в който живеем.
„Това е възможност да се създаде нещо ново, което не е съществувало в APS преди“, каза протеиновият кристалолог от Националната лаборатория на Аргон Каролайн Михалска, която ръководи работата по 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”„Разширяваме достъпа, за да позволим повече биологични и екологични изследвания, и тъй като програмата е толкова нова, учените, които ще използват съоръжението, ни помагат да я разработим.“
От основаването си през 90-те години на миналия век APS е лидер в областта на „макромолекулярната кристалография“ в биологичните изследвания.Учените използват тази технология, за да научат повече за инфекциозните болести и вирусите, за да положат основите на ваксини и лечения.Сега APS има за цел да разшири успеха си в други области на науката за живота и околната среда.
Един проблем с това разширяване е, че много учени по биология и околна среда не знаят за възможностите на APS да им помогне да напреднат в своите изследвания и не са запознати с процеса на производство на ярки рентгенови лъчи на обект.По същия начин много учени не знаят коя от многото APS експериментални станции, наречени beamlines, е най-добрият избор за техните експерименти, тъй като всяка станция е оптимизирана за конкретна наука и технология.
Михалска каза, че това е мястото, където eBERlight влиза в действие.Тя го описа като виртуална екосистема, предназначена да свързва учени с правилните технологии по правилния път на APS.Изследователите ще представят предложения на персонала на eBERlight, който ще помогне за привеждането в съответствие на експерименталния дизайн с правилния канал за провеждане на предложеното проучване.Тя каза, че разнообразието от възможности на APS означава, че eBERlight може да окаже влияние в множество области на биологията и науката за околната среда.
„Разглеждаме какво изучават изследователите на BER и как можем да допълним това изследване“, каза тя. 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。„Някои от тези изследователи никога не са използвали синхротрон като APS.Те научават какви инструменти са налични и какви научни въпроси могат да бъдат разгледани в APS, които не могат да бъдат направени другаде.”
„Това е възможност да се изгради нещо ново, което не е съществувало в APS преди.Разширяваме обхвата на биологичните и екологичните изследвания и тъй като това са нови изследвания, учените, които ще използват съоръжението, ни помагат да развием проекта.— Каролин Михалска, Национална лаборатория в Аргон
Що се отнася до конкретната наука, която eBERlight ще популяризира, Михалска каза, че ще включва всичко от изследване на почвата до отглеждане на растения, образуване на облаци и биогорива.Стефан Фогт, заместник-директор на отдела за рентгенови изследвания на APS, добави водния цикъл към списъка, отбелязвайки, че тази информация е от решаващо значение за по-доброто разбиране на променящите се климатични условия.
„Ние изучаваме въпроси, свързани с науката за климата, и трябва да продължим да ги изучаваме“, каза 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」.”„Трябва да разберем как да се борим с дълбоките екологични последици от изменението на климата.“
Въпреки че eBERlight стартира официално през октомври, APS ще остане в едногодишна пауза като част от цялостно надграждане на съоръжението.През това време екипът ще работи за изследване и разработване на система за вземане на биологични и екологични проби, разработване на бази данни и провеждане на популяризиране на програмата.
Когато APS влезе отново онлайн през 2024 г., неговите възможности ще бъдат значително разширени.Екипът на eBERlight ще сключи дългосрочни споразумения с 13 APS канала, представляващи широка гама от технологии.Учените, работещи чрез eBERlight, също ще имат достъп до ресурси на Argonne, като Argonne Computing Facility, където се намират суперкомпютрите и лабораторните суперкомпютри на DOE Office of Science Office of Science, и Центъра за усъвършенствана характеристика на протеини, където протеините се кристализират и подготвят за анализ.
Докато програмата се развива, тя ще използва връзки с други потребителски съоръжения на DOE Office of Science, като Лабораторията за екологични молекулярни науки на Pacific Northwest National Laboratory и Joint Genome Institute в Националната лаборатория Lawrence Berkeley.
„Необходимо е село, за да се отгледа дете, но е необходимо още по-голямо село, за да се реши научен проблем“, каза физикът от Аргон Зоу Финфрок, член на екипа на 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。„Обичам многостранната природа на eBERlight, тъй като се стреми да създаде интегрирана платформа, която напредва в научните изследвания в биологични, земни и екологични системи.Звучи просто, но мащабът и потенциалното въздействие са огромни.”
Според Кен Кемнър, старши физик и ръководител на групата в Националната лаборатория в Аргон, идеята за eBERlight се създава години наред.Кемнер е работил в APS през 27-те години на лабораторията, голяма част от които е прекарал в свързване на екологични изследователи с ресурсите на институцията.Сега eBERlight ще продължи тази работа в по-голям мащаб, каза той.Той очаква с нетърпение да види какви нови открития ще бъдат направени чрез изследване на парниковите газове, екосистемите на влажните зони и взаимодействията на растенията и микроорганизмите с почвата и седимента.
Ключът към успеха на eBERlight, според Кемнер, е обучението на синхротронни учени, както и на биологични и екологични учени.
„Трябва да обучите радиолозите да разбират по-добре проблемите на науката за околната среда и да адаптират технологията за по-добро решаване на проблемите с изследването на околната среда“, каза той. 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。„Трябва също така да образовате учените по околната среда колко добри са източниците на светлина при решаването на тези проблеми.Това се прави с цел да се намалят бариерите пред привличането им.”
Лоран Шапон, заместник-директор на Photon Science Laboratory и директор на APS, каза, че новият план означава демократизиране на достъпа до APS и неговите възможности.
„Този план изпраща важно послание, че APS е критичен ресурс за нацията, способен да разработва програми, които помагат за решаването на належащи проблеми, в този случай екологични и биологични проблеми“, каза 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 ще предостави цялостно решение за учените, които се стремят да решат проблеми на науката за живота с практическо значение.“
„Надявам се, че независимо от какви големи предизвикателства са изправени учените, APS може да им помогне“, каза тя. 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。”„Тези проблеми засягат всички нас.“
Argonne Leadership Computing Facility предоставя на научната и инженерна общност суперкомпютърни възможности за напредване на фундаменталните открития и разбиране в широк кръг от дисциплини.Подкрепен от програмата за напреднали научни компютърни изследвания (ASCR) на Министерството на енергетиката на САЩ (DOE), ALCF е един от двата водещи изчислителни центъра на DOE, посветени на отворената наука.
Усъвършенстваният фотонен източник (APS) на Службата за наука на Министерството на енергетиката на САЩ в Националната лаборатория в Аргон е един от най-продуктивните рентгенови източници в света.APS осигурява рентгенови лъчи с висока яркост на разнообразна група изследователи в науката за материалите, химията, физиката на кондензираната материя, науки за живота и околната среда и приложни изследвания.Тези рентгенови лъчи са идеални за изследване на материали и биологични структури;разпределение на елементите;химически, магнитни и електронни състояния;както и набор от технологично важни инженерни системи, от батерии до инжекционни дюзи, които са фундаментални за икономическото, технологично и икономическо развитие на нашата нация.и Основата на материалното благосъстояние.Всяка година повече от 5000 изследователи използват APS, за да създадат повече от 2000 публикации, описващи важни открития и решаващи по-важни биологични протеинови структури от всеки друг потребител на съоръжения за рентгенови изследвания.Иновативните технологии на учените и инженерите на APS са в основата на разработването на ускорители и източници на светлина.Те включват входни устройства, които произвеждат изключително ярките рентгенови лъчи, ценени от изследователите, лещи, които фокусират рентгеновите лъчи до няколко нанометра, инструменти, които максимизират взаимодействието на рентгеновите лъчи с изследваната проба и устройства, които събират и сглобяват X -ray софтуер.Управлявайте големи обеми данни от APS проучвания.
Това изследване използва ресурси от Advanced Photon Source, потребителско съоръжение на DOE Office of Science, управлявано от Националната лаборатория Argonne на DOE Office of Science по договор № DE-AC02-06CH11357.
Националната лаборатория в Аргон се ангажира с решаването на належащи национални научни и технологични проблеми.Argonne National Laboratory, първата национална лаборатория в Съединените щати, провежда авангардни основни и приложни научни изследвания в почти всяка научна дисциплина.Изследователите от Националната лаборатория в Аргон работят в тясно сътрудничество с изследователи от стотици компании, университети и федерални, щатски и общински агенции, за да им помогнат да решат конкретни проблеми, да издигнат научното лидерство на САЩ и да изградят по-добро бъдеще за нацията.Argonne има служители от повече от 60 националности и се управлява от Argonne LLC в Чикаго, част от Службата по наука на Министерството на енергетиката на САЩ.
Службата по наука на Министерството на енергетиката на САЩ е най-големият финансист на научни изследвания в областта на физиката в Съединените щати и работи за справяне с някои от най-належащите предизвикателства на нашето време.За повече информация посетете https://energygy.gov/science.
Време на публикуване: 6 ноември 2023 г