A terra é un ecosistema complexo, e o noso lugar nel depende de moitos factores diferentes. Desde a saúde do solo ata a calidade do aire ata o comportamento de plantas e microorganismos, comprender o noso mundo natural e os seus outros habitantes é fundamental para a nosa propia supervivencia. A medida que o clima segue cambiando, estudar o medio ambiente e as súas diversas formas de vida só será máis importante.
En outubro de 2023, a Fonte de Photon Advanced (APS), unha instalación de usuarios dentro da Oficina de Ciencias do Laboratorio Nacional de Argonne do Departamento de Enerxía dos EUA (DOE), lanzará oficialmente un novo programa para ampliar as capacidades de investigación e análise biolóxicas e ambientais no Laboratorios líderes mundiais. Campo de raios X. Unha empresa chamada Eberlight recibiu recentemente a aprobación do programa de investigación biolóxica e ambiental do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos (BER). O obxectivo é conectar investigadores que realizan experimentos na misión BER cos recursos científicos de raios X líderes en APS. Ao ampliar o acceso ás diversas capacidades de APS, Eberlight Thinkers espera descubrir novos métodos científicos e atraer novos equipos interdisciplinarios de investigadores para explorar novas perspectivas sobre o mundo no que vivimos.
"Esta é unha oportunidade para crear algo novo que antes non existía nos AP", dixo Caroline Michalska, a cristalista de proteínas de laboratorio nacional de Argonne, que lidera o traballo en 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。 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 因""Estamos a ampliar o acceso para permitir máis investigación biolóxica e ambiental e porque o programa é tan novo, os científicos que empregarán a instalación están axudándonos a desenvolvelo."
Desde a súa fundación na década dos noventa, APS foi líder no campo da "cristalografía macromolecular" na investigación biolóxica. Os científicos están a usar esta tecnoloxía para aprender máis sobre enfermidades infecciosas e virus para establecer as bases para as vacinas e os tratamentos. APS agora pretende estender o seu éxito a outras áreas da vida e da ciencia ambiental.
Un dos problemas desta expansión é que moitos científicos biolóxicos e ambientais descoñecen as capacidades dos AP para axudalos a avanzar na súa investigación e non coñecen o proceso de producir raios X brillantes dun obxecto. Do mesmo xeito, moitos científicos non saben cal das moitas estacións experimentais APS, chamadas Beamlines, é a mellor opción para os seus experimentos, xa que cada estación está optimizada para unha ciencia e tecnoloxía específicas.
Michalska dixo que é onde entra en xogo Eberlight. Ela describiuno como un ecosistema virtual deseñado para conectar científicos coas tecnoloxías correctas no camiño APS dereito. Os investigadores presentarán propostas ao persoal de Eberlight que axudará a aliñar o deseño experimental coa canle correcta para realizar o estudo proposto. Ela dixo que a diversidade das capacidades de APS significaba que Eberlight podería ter un impacto en varias áreas de bioloxía e ciencias ambientais.
"Estamos a ver o que os investigadores están estudando e como podemos complementar esa investigación", dixo. 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。"Algúns destes investigadores nunca usaron un sincrotrón como APS.Aprenden que ferramentas están dispoñibles e que preguntas científicas se poden abordar en APS que non se poden facer noutros lugares. ”
"Esta é unha oportunidade para construír algo novo que antes non existiu nos AP. Estamos a ampliar o alcance da investigación biolóxica e ambiental e porque se trata dunha nova investigación, os científicos que empregarán a instalación están axudándonos a desenvolver o proxecto. - Caroline Michalska, laboratorio nacional de Argonne
En canto á ciencia específica que Eberlight promoverá, Michalska dixo que incluirá todo, desde a investigación do solo ata plantas en crecemento, formación de nube e biocombustibles. Stefan Vogt, subdirector da división científica de raios X APS, engadiu o ciclo da auga á lista, sinalando que esta información é fundamental para comprender mellor o cambio das condicións climáticas.
"Estamos estudando preguntas relacionadas coa ciencia climática e necesitamos seguir estudándoas", dixo 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。""Necesitamos entender como combater as profundas consecuencias ecolóxicas do cambio climático".
Mentres Eberlight lanzou oficialmente en outubro, APS permanecerá nun hiato durante un ano como parte dunha actualización completa de instalacións. Durante este tempo, o equipo traballará para investigar e desenvolver un sistema de mostraxe biolóxica e ambiental, desenvolver bases de datos e realizar divulgación para o programa.
Cando APS volva en liña en 2024, as súas capacidades ampliaranse significativamente. O equipo de Eberlight celebrará acordos a longo prazo con 13 canles APS que representan unha ampla gama de tecnoloxías. Os científicos que traballan a través de Eberlight tamén terán acceso a Argonne Resources, como a instalación de computación de Argonne, onde se atopan a Oficina de Ciencias da Oficina de Ciencias dos supercomputadores e supercomputadores de laboratorio, e o Centro para a caracterización avanzada de proteínas, onde as proteínas están cristalizadas e preparadas para Análise.
A medida que o programa evolucione, aproveitará as conexións con outras instalacións de usuarios da Oficina de Ciencias DOE, como o laboratorio de ciencias moleculares ambientais do Laboratorio Nacional do Noroeste do Pacífico e o Instituto Xenómico Mixto no Laboratorio Nacional de Lawrence Berkeley.
"Leva unha aldea para criar a un neno, pero leva unha aldea aínda máis grande para resolver un problema científico", dixo o físico de Argonne, Zou Finfrock, membro do equipo de 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。"Encántame a natureza polifacética de Eberlight xa que se esforza por crear unha plataforma integrada que avance a investigación científica en sistemas biolóxicos, terrestres e ecolóxicos.Parece sinxelo, pero a escala e o impacto potencial son enormes. ”
A idea de Eberlight leva anos na fabricación, segundo Ken Kemner, un físico maior e líder do grupo no laboratorio nacional de Argonne. Kemner traballou en APS durante os 27 anos do laboratorio, gran parte dos que pasou conectando investigadores ambientais cos recursos da institución. Agora Eberlight continuará este traballo a maior escala, dixo. Agarda ver que novos avances se realizarán mediante a investigación sobre gases de efecto invernadoiro, ecosistemas húmidos e as interaccións de plantas e microorganismos con solo e sedimentos.
A clave do éxito de Eberlight, segundo Kemner, é a formación de científicos de Synchrotron, así como científicos biolóxicos e ambientais.
"Ten que formar aos radiólogos para comprender mellor os problemas de ciencia ambiental e adaptar a tecnoloxía para resolver mellor os problemas de investigación ambiental", dixo. 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。"Tamén cómpre educar aos científicos ambientais sobre como son boas fontes de luz para resolver estes problemas.Isto faise para reducir as barreiras para atraelos. ”
Laurent Chapon, subdirector do laboratorio de ciencias de Photon e director de APS, dixo que o novo plan significa democratizar o acceso aos AP e as súas capacidades.
"Este plan envía unha mensaxe importante de que APS é un recurso crítico para a nación, capaz de desenvolver programas que axuden a resolver problemas de prensado, neste caso problemas ambientais e biolóxicos", dixo 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 proporcionará unha solución completa para os científicos que buscan resolver problemas de ciencia da vida de relevancia práctica."
"Espero que non importa os grandes retos que enfrontan os científicos, os AP poden axudalos", dixo. 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。""Estas cuestións nos afectan a todos".
A instalación de computación de liderado de Argonne proporciona á comunidade científica e de enxeñaría capacidades de supercomputación para avanzar no descubrimento e comprensión fundamental a través dunha ampla gama de disciplinas. Apoiado polo programa avanzado de investigación científica (DOE) do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos (DOE), ALCF é un dos dous principais centros de computación DOE dedicados á ciencia aberta.
O Departamento de Enerxía dos Estados Unidos Avanzada Fonte de fotóns (APS) do Laboratorio Nacional de Argonne é unha das fontes de raios X máis produtivos do mundo. APS ofrece raios X de alta brecha a un grupo diverso de investigadores en ciencias dos materiais, química, física de materia condensada, ciencias da vida e ambientais e investigacións aplicadas. Estes raios X son ideais para estudar materiais e estruturas biolóxicas; distribución de elementos; estados químicos, magnéticos e electrónicos; así como unha serie de sistemas de enxeñería tecnoloxicamente importantes, desde baterías ata boquillas de inxección, que son fundamentais para o desenvolvemento económico, tecnolóxico e económico da nosa nación. e a base do benestar material. Cada ano, máis de 5.000 investigadores usan APS para producir máis de 2.000 publicacións, detallando importantes descubrimentos e resolvendo estruturas de proteínas biolóxicas máis importantes que calquera outro usuario de instalacións de investigación de raios X. As innovadoras tecnoloxías de científicos e enxeñeiros de APS subxacen ao desenvolvemento de aceleradores e fontes de luz. Estes inclúen dispositivos de entrada que producen os raios X extremadamente brillantes apreciados polos investigadores, as lentes que se centran nos raios X ata algúns nanómetros, instrumentos que maximizan a interacción dos raios X coa mostra en estudo e dispositivos que recollen e montan X X -software. Xestionar grandes volumes de datos de estudos de APS.
Esta investigación utilizou recursos de The Advanced Photon Source, unha instalación de usuarios da Oficina de Ciencias DOE xestionada pola Oficina DOE de Argonne Laboratory de Argonne baixo o contrato nº DE-AC02-06CH11357.
O laboratorio nacional de Argonne comprometeuse a resolver problemas de ciencia e tecnoloxía nacionais. O laboratorio nacional de Argonne, o primeiro laboratorio nacional dos Estados Unidos, realiza investigacións científicas básicas e aplicadas de punta en practicamente todas as disciplinas científicas. Os investigadores do laboratorio nacional de Argonne traballan en estreita colaboración con investigadores de centos de empresas, universidades e axencias federais, estatais e municipais para axudalos a resolver problemas específicos, avanzar no liderado científico dos Estados Unidos e construír un futuro mellor para a nación. Argonne ten empregados de máis de 60 nacionalidades e é xestionado por Argonne LLC en Chicago, parte da Oficina de Ciencias do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos.
A Oficina de Ciencias do Departamento de Enerxía dos Estados Unidos é o maior financiador da investigación sobre ciencias físicas nos Estados Unidos e está a traballar para afrontar algúns dos retos máis imperiosos do noso tempo. Para máis información, visite https: // enerxía gy .gov/ciencia.
Tempo de publicación: novembro do 06-2023