De aarde is een complex ecosysteem en onze plaats daarin hangt af van veel verschillende factoren. Van bodemgezondheid tot luchtkwaliteit tot het gedrag van planten en micro -organismen, het begrijpen van onze natuurlijke wereld en zijn andere inwoners is van cruciaal belang voor ons eigen overleven. Naarmate het klimaat blijft veranderen, zal het bestuderen van de omgeving en zijn diverse levensvormen alleen maar belangrijker worden.
In oktober 2023 zal de Advanced Photon Source (APS), een gebruikersfaciliteit binnen het Office of Science bij het Argonne National Laboratory van de US Department of Energy, officieel een nieuw programma lanceren om biologische en milieuonderzoeks- en analysecapaciteiten uit te breiden bij de 's werelds toonaangevende laboratoria. Röntgenfoto. Een bedrijf genaamd Eberlight ontving onlangs goedkeuring van het BIOLOGISCHE en Environmental Research (BER) -programma van het Amerikaanse Department of Energy. Het doel is om onderzoekers te verbinden die experimenten uitvoeren op de BER-missie met APS 'wereld toonaangevende röntgenwetenschappen. Door de toegang tot de diverse mogelijkheden van APS uit te breiden, hopen Denkers van Eberlight nieuwe wetenschappelijke methoden te ontdekken en nieuwe interdisciplinaire teams van onderzoekers aan te trekken om nieuwe perspectieven te verkennen op de wereld waarin we leven.
"Dit is een kans om iets nieuws te creëren dat nog niet eerder in APS heeft bestaan", zegt Argonne National Laboratory Protein Crystallogist Caroline Michalska, die het werk aan Eberlight leidt. 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""We breiden de toegang uit om meer biologisch en milieuonderzoek mogelijk te maken, en omdat het programma zo nieuw is, helpen de wetenschappers die de faciliteit zullen gebruiken ons het ontwikkelen."
Sinds de oprichting in de jaren negentig is APS een leider op het gebied van "macromoleculaire kristallografie" in biologisch onderzoek. Wetenschappers gebruiken deze technologie om meer te weten te komen over infectieziekten en virussen om de basis te leggen voor vaccins en behandelingen. APS is nu als doel om zijn succes uit te breiden naar andere gebieden van het leven en de milieuwetenschap.
Een probleem met deze uitbreiding is dat veel biologische en milieuwetenschappers zich niet bewust zijn van de mogelijkheden van de APS om hen te helpen hun onderzoek te bevorderen en niet bekend zijn met het produceren van heldere röntgenfoto's van een object. Evenzo weten veel wetenschappers niet welke van de vele APS -experimentele stations, beamlines genaamd, de beste keuze is voor hun experimenten, omdat elk station is geoptimaliseerd voor een specifieke wetenschap en technologie.
Michalska zei dat dit is waar Eberlight in het spel komt. Ze beschreef het als een virtueel ecosysteem dat is ontworpen om wetenschappers te verbinden met de juiste technologieën op het juiste APS -pad. Onderzoekers zullen voorstellen presenteren aan het personeel van Eberlight die zullen helpen het experimentele ontwerp af te stemmen op het juiste kanaal om de voorgestelde studie uit te voeren. Ze zei dat de diversiteit van de mogelijkheden van APS betekende dat Eberlight een impact zou kunnen hebben op meerdere gebieden van biologie en milieuwetenschappen.
"We kijken naar wat BER -onderzoekers studeren en hoe we dat onderzoek kunnen aanvullen," zei ze. 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。“Sommige van deze onderzoekers hebben nog nooit een synchrotron zoals APS gebruikt.Ze leren welke tools beschikbaar zijn en welke wetenschappelijke vragen kunnen worden behandeld bij AP's die niet elders niet kunnen worden gedaan. ”
“Dit is een kans om iets nieuws te bouwen dat nog niet eerder in APS heeft bestaan. We breiden de reikwijdte van biologisch en milieuonderzoek uit, en omdat dit nieuw onderzoek is, helpen de wetenschappers die de faciliteit zullen gebruiken ons het project ontwikkelen. - Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Wat betreft de specifieke wetenschap die Eberlight zal promoten, zei Michalska dat het alles zal omvatten, van bodemonderzoek tot groeiende planten, wolkenvorming en biobrandstoffen. Stefan Vogt, adjunct-directeur van de APS X-Ray Science Division, voegde de watercyclus toe aan de lijst en merkte op dat deze informatie van cruciaal belang is om de veranderende klimaatomstandigheden beter te begrijpen.
"We bestuderen vragen met betrekking tot klimaatwetenschap, en we moeten ze blijven bestuderen," zei 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。""We moeten begrijpen hoe we de diepgaande ecologische gevolgen van klimaatverandering kunnen bestrijden."
Terwijl Eberlight in oktober officieel werd gelanceerd, blijft APS op een hiatus van een jaar als onderdeel van een uitgebreide faciliteitsupgrade. Gedurende deze tijd zal het team werken aan onderzoek en een biologisch en milieu -bemonsteringssysteem ontwikkelen, databases ontwikkelen en outreach voor het programma uitvoeren.
Wanneer APS in 2024 weer online komt, zullen de mogelijkheden ervan aanzienlijk worden uitgebreid. Het Eberlight-team zal langetermijnovereenkomsten sluiten met 13 APS-kanalen die een breed scala aan technologieën vertegenwoordigen. Wetenschappers die door Eberlight werken, hebben ook toegang tot argonne -bronnen, zoals de Argonne Computing Facility, waar het DOE Office of Science Office Supercomputers en Laboratory -supercomputers zich bevinden, en het Centre for Advanced Protein Characterization, waar eiwitten worden gekristalliseerd en voorbereid op kristalliseerd en voorbereid op kristalliseerd en voorbereid op kristalliseerd en voorbereid op kristalliseerd en voorbereid op kristalliseerd en voorbereid en voorbereid analyse.
Naarmate het programma evolueert, zal het verbindingen gebruiken met andere DOE Office of Science -gebruikersfaciliteiten, zoals Pacific Northwest National Laboratory's Environmental Molecular Sciences Laboratory en het Joint Genome Institute bij Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Er is een dorp voor nodig om een kind op te voeden, maar er is een nog groter dorp voor nodig om een wetenschappelijk probleem op te lossen," zei Argonne -fysicus Zou Finfrock, een lid van het Eberlight -team. Â� <“我喜欢 eberlight 的多面性 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。 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 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。 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。“Ik ben dol op de veelzijdige aard van Eberlight, omdat het ernaar streeft een geïntegreerd platform te creëren dat wetenschappelijk onderzoek naar biologische, terrestrische en ecologische systemen bevordert.Het klinkt eenvoudig, maar de schaal en potentiële impact zijn enorm. ”
Het idee voor Eberlight is jaren in de maak geweest, volgens Ken Kemner, een senior natuurkundige en groepsleider bij Argonne National Laboratory. Kemner werkte bij APS voor de 27 jaar van het laboratorium, waarvan hij een groot deel besteedde aan het verbinden van milieuonderzoekers met de middelen van de instelling. Nu zal Eberlight dit werk op grotere schaal voortzetten, zei hij. Hij kijkt ernaar uit om te zien welke nieuwe doorbraken zullen worden gemaakt door onderzoek naar broeikasgassen, wetland -ecosystemen en de interacties van planten en micro -organismen met bodem en sediment.
De sleutel tot het succes van Eberlight is volgens Kemner de training van synchrotronwetenschappers, evenals biologische en milieuwetenschappers.
"Je moet radiologen trainen om problemen met de milieuwetenschappen beter te begrijpen en technologie aan te passen om problemen met het milieuonderzoek beter op te lossen," zei hij. 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。“Je moet ook milieuwetenschappers opleiden over hoe goed licht bronnen zijn om deze problemen op te lossen.Dit wordt gedaan om de barrières om ze aan te trekken te verminderen. ”
Laurent Chapon, adjunct -directeur van het Photon Science Laboratory en directeur van APS, zei dat het nieuwe plan betekent dat het de toegang tot AP's en zijn capaciteiten democratiseert.
"Dit plan stuurt een belangrijke boodschap dat APS een cruciale bron is voor de natie, in staat om programma's te ontwikkelen die helpen bij het oplossen van dringende problemen, in dit geval milieu- en biologische problemen," zei 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 zal een uitgebreide oplossing bieden voor wetenschappers die levensbedieningsproblemen van praktische relevantie willen oplossen."
"Ik hoop dat het niet uitmaakt met welke grote uitdagingen wetenschappers worden geconfronteerd, AP's kunnen hen helpen," zei ze. 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。""Deze problemen zijn van invloed op ons allemaal."
De Argonne Leadership Computing Facility biedt de wetenschappelijke en technische gemeenschap supercomputerende mogelijkheden om fundamentele ontdekking en begrip te bevorderen in een breed scala van disciplines. Ondersteund door het US Department of Energy (DOE) Advanced Scientific Computing Research (ASCR) -programma, is ALCF een van de twee toonaangevende DOE -computercentra die zich toeleggen op Open Science.
Het Amerikaanse Department of Energy Office of Science's Advanced Photon Source (APS) bij Argonne National Laboratory is een van de meest productieve röntgenbronnen ter wereld. APS biedt röntgenfoto's met een hoge helft aan een diverse groep onderzoekers in materiaalwetenschap, chemie, gecondenseerde materie, levens- en milieuwetenschappen en toegepast onderzoek. Deze röntgenfoto's zijn ideaal voor het bestuderen van materialen en biologische structuren; verdeling van elementen; chemische, magnetische en elektronische toestanden; evenals een reeks technologisch belangrijke technische systemen, van batterijen tot injectie -sproeiers, die fundamenteel zijn voor de economische, technologische en economische ontwikkeling van ons land. en de basis van materiaal welzijn. Elk jaar gebruiken meer dan 5.000 onderzoekers AP's om meer dan 2.000 publicaties te produceren, belangrijke ontdekkingen te detailleren en meer belangrijke biologische eiwitstructuren op te lossen dan elke andere gebruiker van röntgenonderzoeksfaciliteiten. De innovatieve technologieën van APS -wetenschappers en ingenieurs liggen ten grondslag aan de ontwikkeling van versnellers en lichtbronnen. Deze omvatten input-apparaten die de extreem heldere röntgenfoto's produceren die door onderzoekers worden gewaardeerd, lenzen die röntgenfoto's richten op enkele nanometers, instrumenten die de interactie van röntgenfoto's maximaliseren met het onderzochte monster, en apparaten die X verzamelen en samenkomen x -Ray -software. Beheer grote hoeveelheden gegevens uit APS -studies.
Dit onderzoek gebruikte middelen van de Advanced Photon Source, een DOE Office of Science-gebruikersfaciliteit beheerd door het DOE Office of Science's Argonne National Laboratory onder contract nr. DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory streeft naar het oplossen van dringende nationale wetenschaps- en technologieproblemen. Argonne National Laboratory, het eerste nationale laboratorium in de Verenigde Staten, voert geavanceerde basis- en toegepast wetenschappelijk onderzoek uit in vrijwel elke wetenschappelijke discipline. Argonne National Laboratory Researchers werken nauw samen met onderzoekers van honderden bedrijven, universiteiten en federale, nationale en gemeentelijke agentschappen om hen te helpen specifieke problemen op te lossen, het Amerikaanse wetenschappelijk leiderschap op te lossen en een betere toekomst voor de natie op te bouwen. Argonne heeft werknemers van meer dan 60 nationaliteiten en wordt beheerd door Argonne LLC in Chicago, onderdeel van het Office of Science van de US Department of Energy.
Het Office of Science van de US Department of Energy is de grootste financier van fysieke wetenschapsonderzoek in de Verenigde Staten en werkt aan enkele van de meest dringende uitdagingen van onze tijd. Voor meer informatie, bezoek https: // Energy Gy .gov/Science.
Posttijd: nov-06-2023