Maa on keerukas ökosüsteem ja meie koht selles sõltub paljudest erinevatest teguritest. Alates pinnase tervisest ja õhukvaliteedist kuni taimede ja mikroorganismide käitumiseni on meie looduse ja selle teiste elanike mõistmine meie endi ellujäämise seisukohalt kriitilise tähtsusega. Kuna kliima muutub jätkuvalt, muutub keskkonna ja selle mitmekesiste eluvormide uurimine üha olulisemaks.
2023. aasta oktoobris käivitab Advanced Photon Source (APS), mis on USA energeetikaministeeriumi (DOE) Argonne'i riikliku labori teadusbüroo kasutajaüksus, ametlikult uue programmi, mille eesmärk on laiendada bioloogiliste ja keskkonnaalaste uuringute ja analüüsi võimalusi maailma juhtivates laborites. Röntgenikiirguse valdkond. Ettevõte nimega eBERlight sai hiljuti USA energeetikaministeeriumi bioloogiliste ja keskkonnaalaste uuringute (BER) programmilt heakskiidu. Eesmärk on ühendada BER-missioonil katseid tegevad teadlased APS-i maailma juhtivate röntgeniteaduse ressurssidega. Laiendades juurdepääsu APS-i mitmekesistele võimalustele, loodavad eBERlighti mõtlejad avastada uusi teaduslikke meetodeid ja meelitada ligi uusi interdistsiplinaarseid uurimisrühmi, et uurida uusi vaatenurki maailmale, milles me elame.
„See on võimalus luua midagi uut, mida APS-is varem pole olnud,“ ütles Argonne'i riikliku labori valgukristalloloog Caroline Michalska, kes juhib eBERlighti tööd. 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”„Laiendame juurdepääsu, et võimaldada rohkem bioloogilisi ja keskkonnaalaseid uuringuid, ning kuna programm on nii uus, aitavad teadlased, kes seda rajatist kasutavad, meil seda arendada.“
Alates asutamisest 1990. aastatel on APS olnud bioloogilistes uuringutes makromolekulaarse kristallograafia valdkonna liider. Teadlased kasutavad seda tehnoloogiat nakkushaiguste ja viiruste kohta lisateabe saamiseks, et luua alus vaktsiinide ja ravimeetodite väljatöötamisele. Nüüd on APS-i eesmärk laiendada oma edu ka teistele eluvaldkondadele ja keskkonnateadusele.
Selle laienemise üks probleem on see, et paljud bioloogia- ja keskkonnateadlased ei ole teadlikud APS-i võimalustest aidata neil oma uurimistööd edasi viia ning ei ole tuttavad objekti eredate röntgenikiirte tekitamise protsessiga. Samuti ei tea paljud teadlased, milline paljudest APS-i eksperimentaaljaamadest, mida nimetatakse kiirejoonteks, on nende katsete jaoks parim valik, kuna iga jaam on optimeeritud konkreetse teaduse ja tehnoloogia jaoks.
Michalska sõnul tulebki siin mängu eBERlight. Ta kirjeldas seda kui virtuaalset ökosüsteemi, mis on loodud teadlaste ühendamiseks õigete tehnoloogiatega õigel APS-i teel. Teadlased esitavad ettepanekud eBERlighti töötajatele, kes aitavad viia eksperimentaalse disaini vastavusse õige kanaliga kavandatud uuringu läbiviimiseks. Ta ütles, et APS-i võimaluste mitmekesisus tähendab, et eBERlightil võib olla mõju mitmetes bioloogia ja keskkonnateaduse valdkondades.
„Me uurime, mida BER-i teadlased uurivad ja kuidas saaksime seda uurimistööd täiendada,“ ütles ta. 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.„Mõned neist teadlastest pole kunagi kasutanud sünkrotronit nagu APS.Nad õpivad, millised tööriistad on saadaval ja milliseid teaduslikke küsimusi saab APS-is lahendada, mida mujal teha ei saa.
„See on võimalus luua midagi uut, mida APS-is varem pole olnud. Laiendame bioloogiliste ja keskkonnaalaste uuringute ulatust ning kuna tegemist on uue uurimistööga, aitavad teadlased, kes seda rajatist kasutavad, meil projekti arendada.“ – Caroline Michalska, Argonne'i riiklik labor
Mis puutub konkreetsesse teadusse, mida eBERlight edendama hakkab, siis Michalska ütles, et see hõlmab kõike alates mullauuringutest kuni taimede kasvatamise, pilvede tekkimise ja biokütusteni. APS-i röntgeniteaduste osakonna asedirektor Stefan Vogt lisas nimekirja ka veeringluse, märkides, et see teave on kriitilise tähtsusega muutuvate kliimatingimuste paremaks mõistmiseks.
„Uurime kliimateadusega seotud küsimusi ja peame neid edasi uurima,“ ütles 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。”„Me peame mõistma, kuidas võidelda kliimamuutuste sügavate ökoloogiliste tagajärgedega.“
Kuigi eBERlight käivitati ametlikult oktoobris, jääb APS aastaks pausile osana ulatuslikust rajatise uuendamisest. Selle aja jooksul tegeleb meeskond bioloogilise ja keskkonnaproovivõtusüsteemi uurimise ja arendamisega, andmebaaside loomisega ning programmi teavitustööga.
Kui APS 2024. aastal uuesti tööle hakkab, laienevad selle võimalused märkimisväärselt. eBERlighti meeskond sõlmib pikaajalised lepingud 13 APS-i kanaliga, mis esindavad laia tehnoloogiavalikut. eBERlighti kaudu töötavatel teadlastel on juurdepääs ka Argonne'i ressurssidele, näiteks Argonne'i arvutuskeskusele, kus asuvad energeetikaministeeriumi teadusbüroo superarvutid ja laboratoorsed superarvutid, ning valkude täiustatud iseloomustamise keskusele, kus valke kristalliseeritakse ja analüüsiks ette valmistatakse.
Programmi arenedes kasutab see sidemeid teiste energeetikaministeeriumi teadusbüroo kasutajarajatistega, näiteks Vaikse ookeani loodeosa riikliku labori keskkonnamolekulaarteaduste labori ja Lawrence Berkeley riikliku labori ühise genoomiinstituudiga.
„Lapse kasvatamiseks on vaja tervet küla, aga teadusliku probleemi lahendamiseks on vaja veelgi suuremat küla,“ ütles Argonne'i füüsik Zou Finfrock, eBERlighti meeskonna liige. 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、地球和玧境的 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、地球和玧境的„Mulle meeldib eBERlighti mitmetahuline olemus, kuna see püüab luua integreeritud platvormi, mis edendab bioloogiliste, maismaa- ja ökoloogiliste süsteemide teadusuuringuid.“See kõlab lihtsalt, aga ulatus ja potentsiaalne mõju on tohutu.
Argonne'i riikliku labori vanemfüüsiku ja rühmajuhi Ken Kemneri sõnul on eBERlighti idee olnud aastaid kestnud. Kemner töötas APS-is labori 27 aastat, millest suure osa pühendas ta keskkonnauurijate ühendamisele institutsiooni ressurssidega. Nüüd jätkab eBERlight seda tööd suuremas mahus, ütles ta. Ta ootab põnevusega, milliseid uusi läbimurdeid tehakse kasvuhoonegaaside, märgalade ökosüsteemide ning taimede ja mikroorganismide vastastikmõju uurimise kaudu pinnase ja setetega.
Kemneri sõnul on eBERlighti edu võti sünkrotronteadlaste, aga ka bioloogia- ja keskkonnateadlaste koolitamine.
„Radiolooge tuleb koolitada, et nad paremini mõistaksid keskkonnateaduse probleeme ja kohandaksid tehnoloogiat keskkonnauuringute probleemide paremaks lahendamiseks,“ ütles ta. 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凂艁 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凂艁„Samuti peate harima keskkonnateadlasi selle kohta, kui head valgusallikad nende probleemide lahendamisel on.“Seda tehakse selleks, et vähendada takistusi nende ligimeelitamisel.
Laurent Chapon, footoniteaduse labori asedirektor ja APS-i direktor, ütles, et uus plaan tähendab APS-ile ja selle võimalustele juurdepääsu demokratiseerimist.
„See plaan saadab olulise sõnumi, et APS on riigi jaoks kriitilise tähtsusega ressurss, mis on võimeline välja töötama programme, mis aitavad lahendada pakilisemaid probleeme, antud juhul keskkonna- ja bioloogilisi probleeme,“ ütles 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竀观”) 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竀观”)„eBERlight pakub teadlastele, kes püüavad lahendada praktilise tähtsusega bioteaduste probleeme, terviklikku lahendust.“
„Loodan, et olenemata sellest, milliste suurte väljakutsetega teadlased silmitsi seisavad, saab APS neid aidata,“ ütles ta. 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。”"Need probleemid mõjutavad meid kõiki."
Argonne'i juhtimisarvutuskeskus pakub teadus- ja inseneriringkondadele superarvutite võimalusi, et edendada fundamentaalseid avastusi ja arusaamist paljudes erinevates valdkondades. USA energeetikaministeeriumi (DOE) täiustatud teadusarvutuste uuringute (ASCR) programmi toel on ALCF üks kahest juhtivast energeetikaministeeriumi avatud teadusele pühendatud arvutuskeskusest.
USA energeetikaministeeriumi teadusbüroo täiustatud footoniallikas (APS) Argonne'i riiklikus laboris on üks maailma produktiivsemaid röntgenikiirgusallikaid. APS pakub suure eredusega röntgenikiirgust mitmekesisele teadlaste rühmale materjaliteaduse, keemia, kondenseeritud aine füüsika, elu- ja keskkonnateaduste ning rakendusuuringute valdkonnas. Need röntgenikiirgused sobivad ideaalselt materjalide ja bioloogiliste struktuuride, elementide jaotuse, keemiliste, magnetiliste ja elektrooniliste olekute ning paljude tehnoloogiliselt oluliste insener-süsteemide uurimiseks, alates patareidest kuni sissepritseotsikuteni, mis on meie riigi majandusliku, tehnoloogilise ja majandusliku arengu ning materiaalse heaolu aluse jaoks üliolulised. Igal aastal kasutab APS-i enam kui 5000 teadlast enam kui 2000 publikatsiooni avaldamiseks, milles kirjeldatakse olulisi avastusi ja lahendatakse olulisemaid bioloogilisi valgustruktuure kui ükski teine röntgenikiirguse uurimisrajatiste kasutaja. APS-i teadlaste ja inseneride uuenduslikud tehnoloogiad on kiirendite ja valgusallikate arendamise aluseks. Nende hulka kuuluvad sisendseadmed, mis tekitavad teadlaste poolt hinnatud äärmiselt eredaid röntgenikiirgusid, läätsed, mis fokuseerivad röntgenikiirgust mõne nanomeetri täpsusega, instrumendid, mis maksimeerivad röntgenikiirguse interaktsiooni uuritava prooviga, ning seadmed, mis koguvad ja panevad kokku röntgentarkvara. Halda suuri APS-uuringute andmemahtusid.
Selles uuringus kasutati ressursse Advanced Photon Source'ist, mis on energeetikaministeeriumi teadusbüroo kasutajarajatis, mida haldab energeetikaministeeriumi teadusbüroo Argonne'i riiklik labor lepingu nr DE-AC02-06CH11357 alusel.
Argonne'i riiklik labor on pühendunud pakiliste riiklike teadus- ja tehnoloogiaprobleemide lahendamisele. Argonne'i riiklik labor, mis on Ameerika Ühendriikide esimene riiklik labor, viib läbi tipptasemel baas- ja rakendusteaduslikke uuringuid praktiliselt igas teadusvaldkonnas. Argonne'i riikliku labori teadlased teevad tihedat koostööd sadade ettevõtete, ülikoolide ning föderaal-, osariigi- ja munitsipaalasutuste teadlastega, et aidata neil lahendada konkreetseid probleeme, edendada USA teaduslikku juhtpositsiooni ja luua riigile parem tulevik. Argonne'is töötab enam kui 60 rahvusest töötajaid ja seda haldab Chicagos asuv Argonne LLC, mis on osa USA energeetikaministeeriumi teadusbüroost.
USA energeetikaministeeriumi teadusbüroo on Ameerika Ühendriikide suurim füüsikateaduste uuringute rahastaja ning töötab selle nimel, et lahendada meie aja kõige pakilisemaid probleeme. Lisateabe saamiseks külastage veebilehte https://energygy.gov/science.
Postituse aeg: 06.11.2023