Jörðin er flókið vistkerfi og staðurinn okkar í henni fer eftir mörgum mismunandi þáttum. Frá jarðvegsheilsu til loftgæða til hegðunar plantna og örvera, að skilja náttúruheim okkar og aðra íbúa hans er mikilvægt fyrir okkar eigin lifun. Þegar loftslagið heldur áfram að breytast verður aðeins mikilvægara að rannsaka umhverfið og fjölbreytt lífsform.
Í október 2023 mun Advanced Photon Source (APS), notendafyrirtæki innan skrifstofu vísinda við bandaríska orkumálaráðuneytið (DOE) Argonne National Laborator leiðandi rannsóknarstofur heims. Röntgenreit. Fyrirtæki, sem heitir Eberlight, fékk nýlega samþykki frá líffræðilegum og umhverfisrannsóknaráætlun bandaríska orkumálaráðuneytisins (BER). Markmiðið er að tengja vísindamenn sem gera tilraunir á BER verkefninu við leiðandi röntgenvísindarauðlindir APS. Með því að auka aðgengi að fjölbreyttum getu APS vonast Eberlight hugsendur til að uppgötva nýjar vísindalegar aðferðir og laða að ný þverfagleg teymi vísindamanna til að kanna ný sjónarmið um heiminn sem við búum við.
„Þetta er tækifæri til að búa til eitthvað nýtt sem hefur ekki verið til í APS áður,“ sagði Argonne National Laboratory Protein Crystallogist Caroline Michalska, sem leiðir verkið á 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”„Við erum að auka aðgang til að gera kleift að gera líffræðilegar og umhverfislegar rannsóknir og vegna þess að áætlunin er svo ný, eru vísindamennirnir sem munu nota aðstöðuna að hjálpa okkur að þróa það.“
Frá stofnun þess á tíunda áratugnum hefur APs verið leiðandi á sviði „makromolecular kristalla“ í líffræðilegum rannsóknum. Vísindamenn nota þessa tækni til að læra meira um smitsjúkdóma og vírusa til að leggja grunninn að bóluefni og meðferðum. APS miðar nú að því að auka velgengni sína til annarra sviða og umhverfisvísinda.
Eitt vandamál við þessa stækkun er að margir líffræðilegir og umhverfisvísindamenn eru ekki meðvitaðir um getu APS til að hjálpa þeim að koma rannsóknum sínum á framfæri og eru ekki kunnugir ferlinu við að framleiða björt röntgengeisla af hlut. Sömuleiðis vita margir vísindamenn ekki hver af mörgum APS tilraunastöðvum, kallað geislalínur, er besti kosturinn fyrir tilraunir sínar, þar sem hver stöð er fínstillt fyrir ákveðin vísindi og tækni.
Michalska sagði að þetta væri þar sem Eberlight kemur til leiks. Hún lýsti því sem sýndar vistkerfi sem var hannað til að tengja vísindamenn við rétta tækni á hægri APS leið. Vísindamenn munu kynna tillögur til starfsfólks Eberlight sem munu hjálpa til við að samræma tilraunahönnunina við réttan farveg til að framkvæma fyrirhugaða rannsókn. Hún sagði að fjölbreytni getu APS þýddi að eberlight gæti haft áhrif á mörgum sviðum líffræði og umhverfisvísinda.
„Við erum að skoða hvað Ber vísindamenn eru að læra og hvernig við getum bætt við þær rannsóknir,“ sagði hún. 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。„Sumir þessara vísindamanna hafa aldrei notað Synchrotron eins og APS.Þeir læra hvaða tæki eru tiltæk og hvaða vísindalegum spurningum er hægt að taka á hjá APS sem ekki er hægt að gera annars staðar. “
„Þetta er tækifæri til að byggja eitthvað nýtt sem hefur ekki verið til í APS áður. Við erum að auka umfang líffræðilegra og umhverfisrannsókna og vegna þess að þetta eru nýjar rannsóknir eru vísindamennirnir sem munu nota aðstöðuna til að hjálpa okkur að þróa verkefnið. - Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Hvað varðar sérstök vísindi sem Eberlight mun stuðla að, sagði Michalska að það muni fela í sér allt frá jarðvegsrannsóknum til vaxandi plantna, skýja myndunar og lífeldsneytis. Stefan Vogt, aðstoðarframkvæmdastjóri APS röntgenvísindasviðs, bætti vatnsferlinum við listann og tók fram að þessar upplýsingar eru mikilvægar til að skilja betur að breyta loftslagsskilyrðum.
„Við erum að rannsaka spurningar sem tengjast loftslagsvísindum og verðum að halda áfram að rannsaka þær,“ sagði 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。”„Við verðum að skilja hvernig á að berjast gegn djúpstæðum vistfræðilegum afleiðingum loftslagsbreytinga.“
Þó að Eberlight hafi opinberlega sett af stað í október, verða APS áfram í árslöngri skeið sem hluti af víðtækri uppfærslu aðstöðu. Á þessum tíma mun teymið vinna að því að rannsaka og þróa líffræðilegt og umhverfislega sýnatökukerfi, þróa gagnagrunna og framkvæma ná lengra fyrir áætlunina.
Þegar APS kemur aftur á netinu árið 2024 verður getu þess verulega stækkuð. Eberlight teymið mun gera langtímasamninga við 13 APS rásir sem eru fulltrúar margs tækni. Vísindamenn sem vinna í gegnum Eberlight munu einnig hafa aðgang að argonne auðlindum, svo sem Argonne tölvuaðstöðunni, þar sem DOE Office of Science Office of Science ofurtölvur og rannsóknarstofu ofurtölvur eru staðsettar, og miðstöðin fyrir háþróaða prótein einkenni, þar sem prótein eru kristölluð og undirbúin fyrir Greining.
Þegar áætlunin þróast mun það nýta tengsl við aðra DOE Office of Science notendastofnana, svo sem Pacific Northwest National Laboratory's Environmental Molecular Sciences Laboratory og Joint Genome Institute við Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Það þarf þorp til að ala upp barn, en það þarf enn stærra þorp til að leysa vísindalegt vandamál,“ sagði argonne eðlisfræðingurinn Zou Finfrock, meðlimur í Eberlight teyminu. 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。„Ég elska margþætt eðli Eberlight þar sem það leitast við að búa til samþættan vettvang sem stuðlar að vísindarannsóknum í líffræðileg, jarðnesk og vistfræðileg kerfi.Það hljómar einfalt, en umfang og hugsanleg áhrif eru gríðarleg. “
Hugmyndin að Eberlight hefur verið mörg ár í gerð, að sögn Ken Kemner, háttsettur eðlisfræðingur og leiðtogi hópsins hjá Argonne National Laboratory. Kemner starfaði hjá APS fyrir 27 ár rannsóknarstofunnar, sem hann eyddi í að tengja umhverfisfræðinga við auðlindir stofnunarinnar. Nú mun Eberlight halda áfram þessari vinnu í stærri skala, sagði hann. Hann hlakkar til að sjá hvaða ný bylting verður gerð með rannsóknum á gróðurhúsalofttegundum, vistkerfi votlendis og samspili plantna og örveru við jarðveg og seti.
Lykillinn að velgengni Eberlight, samkvæmt Kemner, er þjálfun Synchrotron vísindamanna, sem og líffræðilegir og umhverfisfræðingar.
„Þú verður að þjálfa geislalækna til að skilja betur umhverfisvísindavandamál og laga tækni til að leysa betur umhverfisrannsóknarvandamál,“ sagði hann. 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。„Þú þarft líka að fræða umhverfisfræðinga um hversu góðir ljósgjafar eru að leysa þessi vandamál.Þetta er gert til að draga úr hindrunum við að laða að þær. “
Laurent Chapon, aðstoðarframkvæmdastjóri Photon Science Laboratory og forstöðumaður APS, sagði að nýja áætlunin þýði að lýðræðislegi aðgangur að APS og getu þess.
„Þessi áætlun sendir mikilvæg skilaboð um að APS sé mikilvæg úrræði fyrir þjóðina, sem er fær um að þróa forrit sem hjálpa til við að leysa brýn vandamál, í þessu tilfelli umhverfis- og líffræðileg vandamál,“ sagði 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 mun bjóða upp á yfirgripsmikla lausn fyrir vísindamenn sem reyna að leysa lífvísindavandamál sem eru með hagnýtri mikilvægi.“
„Ég vona að sama hvaða miklar áskoranir eru vísindamenn, geta APs hjálpað þeim,“ sagði hún. 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。”„Þessi mál hafa áhrif á okkur öll.“
Argonne forystu tölvuaðstaða veitir vísindalegu og verkfræðifélaginu ofurtölvandi getu til að efla grundvallar uppgötvun og skilning á fjölmörgum greinum. ALCF er studd af bandarísku orkumálaráðuneytinu (DOE) Advanced Scientific Computing Research (ASCR), og er ein af tveimur leiðandi tölvumiðstöðvum DOE sem eru tileinkaðar opnum vísindum.
Bandaríska orkumálaráðuneytið Advanced Photon Source (APS) á Argonne National Laboratory er ein afkastamesta röntgengeislunarheimild í heiminum. APS veitir fjölbreyttum hópi vísindamanna í efnafræði, efnafræði, efnafræði, þéttu efni eðlisfræði, líf og umhverfisvísindi og beittar rannsóknir. Þessar röntgenmyndir eru tilvalnar til að rannsaka efni og líffræðileg mannvirki; dreifing frumefna; efna, segulmagnaðir og rafræn ástand; sem og úrval tæknilega mikilvægra verkfræðikerfa, frá rafhlöðum til innspýtingarstúta, sem eru grundvallaratriði fyrir efnahagslega, tæknilega og efnahagslega þróun þjóðar okkar. og grundvöllur efnislegrar vellíðunar. Á hverju ári nota meira en 5.000 vísindamenn APS til að framleiða meira en 2.000 rit, gera grein fyrir mikilvægum uppgötvunum og leysa mikilvægari líffræðilega próteinbyggingu en nokkur annar notandi röntgenrannsóknaraðstöðu. Nýsköpun tækni APS vísindamanna og verkfræðinga liggur að baki þróun eldsneytisgjöf og ljósgjafa. Má þar nefna inntakstæki sem framleiða afar bjarta röntgengeisla sem vísindamenn hafa metið, linsur sem einbeita röntgengeislum niður í nokkra nanómetra, tæki sem hámarka samspil röntgengeisla við úrtakið sem er í rannsókninni og tæki sem safna og setja saman x -RAY hugbúnaður. Stjórna miklu magni af gögnum frá APS rannsóknum.
Þessi rannsókn notaði auðlindir frá Advanced Photon Source, DOE Office of Science User Facility sem stjórnað var af DOE Office of Science's Argonne National Laboratory samkvæmt samningi nr. DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory leggur áherslu á að leysa áríðandi vísinda- og tæknivandamál. Argonne National Laboratory, fyrsta National Laboratory í Bandaríkjunum, framkvæmir nýjasta grunn og beitt vísindarannsóknir í nánast öllum vísindalegum fræðigreinum. Vísindamenn Argonne National Laboratory vinna náið með vísindamönnum frá hundruðum fyrirtækja, háskóla og alríkis-, ríkis- og sveitarstjórnarstofnana til að hjálpa þeim að leysa sérstök vandamál, efla bandarískan vísindalegan forystu og byggja upp betri framtíð fyrir þjóðina. Argonne hefur starfsmenn meira en 60 þjóðerna og er stjórnað af Argonne LLC í Chicago, hluta af bandaríska orkumálaráðuneytinu.
Vísindadeild bandaríska orkumálaráðuneytisins er stærsti styrktaraðili rannsókna á eðlisvísindum í Bandaríkjunum og vinnur að því að takast á við nokkrar brýnustu áskoranir okkar tíma. Frekari upplýsingar er að finna á https: // Energy Gy .Gov/Science.
Pósttími: Nóv-06-2023