Žemė yra sudėtinga ekosistema, ir mūsų vieta joje priklauso nuo daugelio skirtingų veiksnių. Nuo dirvožemio sveikatos iki oro kokybės ir augalų bei mikroorganizmų elgesio – mūsų gamtos pasaulio ir kitų jo gyventojų supratimas yra labai svarbus mūsų išlikimui. Klimatui toliau keičiantis, aplinkos ir jos įvairių gyvybės formų tyrinėjimas taps tik svarbesnis.
2023 m. spalį „Advanced Photon Source“ (APS), JAV Energetikos departamento (DOE) Argonne nacionalinės laboratorijos Mokslo biuro naudotojų įstaiga, oficialiai pradės naują programą, skirtą išplėsti biologinių ir aplinkos tyrimų bei analizės pajėgumus pirmaujančiose pasaulio laboratorijose. Rentgeno spindulių sritis. Bendrovė „eBERlight“ neseniai gavo JAV Energetikos departamento Biologinių ir aplinkos tyrimų (BER) programos patvirtinimą. Tikslas – sujungti BER misijos eksperimentus atliekančius tyrėjus su pasaulyje pirmaujančiais APS rentgeno spindulių mokslo ištekliais. Išplėsdami prieigą prie įvairių APS galimybių, „eBERlight“ mąstytojai tikisi atrasti naujų mokslinių metodų ir pritraukti naujų tarpdisciplininių tyrėjų komandų, kurios tyrinėtų naujas perspektyvas apie pasaulį, kuriame gyvename.
„Tai galimybė sukurti kažką naujo, ko anksčiau APS nebuvo“, – teigė Argonne nacionalinės laboratorijos baltymų kristalologė Caroline Michalska, vadovaujanti „eBERlight“ darbui. 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„Mes plečiame prieigą, kad galėtume atlikti daugiau biologinių ir aplinkosaugos tyrimų, o kadangi programa yra tokia nauja, mokslininkai, kurie naudosis šia įranga, padeda mums ją plėtoti.“
Nuo pat įkūrimo 1990-aisiais APS pirmauja biologinių tyrimų „makromolekulinės kristalografijos“ srityje. Mokslininkai naudoja šią technologiją, norėdami daugiau sužinoti apie infekcines ligas ir virusus ir taip sukurti vakcinų bei gydymo būdų pagrindą. Dabar APS siekia išplėsti savo sėkmę į kitas gyvybės ir aplinkos mokslų sritis.
Viena iš šio išplėtimo problemų yra ta, kad daugelis biologijos ir aplinkos mokslininkų nežino apie APS galimybes padėti jiems tobulinti savo tyrimus ir nėra susipažinę su objekto ryškių rentgeno spindulių gavimo procesu. Taip pat daugelis mokslininkų nežino, kuri iš daugelio APS eksperimentinių stočių, vadinamų spindulių linijomis, yra geriausias pasirinkimas jų eksperimentams, nes kiekviena stotis yra optimizuota konkrečiam mokslui ir technologijai.
Michalska teigė, kad čia ir praverčia „eBERlight“. Ji apibūdino ją kaip virtualią ekosistemą, skirtą sujungti mokslininkus su tinkamomis technologijomis teisingame APS kelyje. Tyrėjai pateiks pasiūlymus „eBERlight“ darbuotojams, kurie padės suderinti eksperimentinį planą su tinkamu kanalu siūlomam tyrimui atlikti. Ji teigė, kad APS galimybių įvairovė reiškia, jog „eBERlight“ gali turėti įtakos kelioms biologijos ir aplinkos mokslų sritims.
„Mes nagrinėjame, ką tyrinėja BER tyrėjai ir kaip galėtume papildyti šiuos tyrimus“, – sakė ji. 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.„Kai kurie iš šių tyrėjų niekada nenaudojo tokio sinchrotrono kaip APS.“Jie sužino, kokios priemonės yra prieinamos ir kokius mokslinius klausimus galima spręsti APS, kurių negalima padaryti kitur.“
„Tai galimybė sukurti kažką naujo, ko APS anksčiau nebuvo. Mes plečiame biologinių ir aplinkosaugos tyrimų apimtį, ir kadangi tai yra nauji tyrimai, mokslininkai, kurie naudosis šia įranga, padeda mums plėtoti projektą.“ – Caroline Michalska, Argonne nacionalinė laboratorija
Kalbėdama apie konkrečius mokslo sritims, kurias propaguos „eBERlight“, Michalska teigė, kad tai apims viską – nuo dirvožemio tyrimų iki augalų auginimo, debesų susidarymo ir biokuro. APS Rentgeno spindulių mokslo skyriaus direktoriaus pavaduotojas Stefanas Vogtas į sąrašą įtraukė vandens ciklą, pažymėdamas, kad ši informacija yra labai svarbi norint geriau suprasti besikeičiančias klimato sąlygas.
„Mes nagrinėjame su klimato mokslu susijusius klausimus ir turime juos toliau studijuoti“, – sakė Vogtas. 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。”„Turime suprasti, kaip kovoti su giliomis klimato kaitos ekologinėmis pasekmėmis.“
Nors „eBERlight“ oficialiai startavo spalio mėnesį, APS programa dar metus bus pertraukta dėl išsamaus įrenginių atnaujinimo. Šiuo laikotarpiu komanda dirbs tirdama ir kurdama biologinių ir aplinkos mėginių ėmimo sistemą, kurdama duomenų bazes ir vykdydama informavimo veiklą programos klausimais.
Kai APS vėl pradės veikti 2024 m., jos galimybės bus gerokai išplėstos. „eBERlight“ komanda sudarys ilgalaikes sutartis su 13 APS kanalų, atstovaujančių įvairioms technologijoms. Mokslininkai, dirbantys per „eBERlight“, taip pat turės prieigą prie „Argonne“ išteklių, tokių kaip „Argonne“ skaičiavimo centras, kuriame yra Energetikos departamento Mokslo biuro superkompiuteriai ir laboratoriniai superkompiuteriai, ir Pažangios baltymų charakterizacijos centras, kuriame baltymai kristalizuojami ir paruošiami analizei.
Programai vystantis, ji pasinaudos ryšiais su kitomis Energetikos departamento Mokslo biuro naudotojų įstaigomis, tokiomis kaip Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos Aplinkos molekulinių mokslų laboratorija ir Jungtinis genomo institutas Lawrence'o Berkeley nacionalinėje laboratorijoje.
„Vaiką užauginti reikia viso kaimo, bet mokslinei problemai išspręsti reikia dar didesnio kaimo“, – teigė Argono fizikas Zou Finfrockas, „eBERlight“ komandos narys. 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、地球和玧境皳 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、地球和玧境皳„Man patinka daugiaplanis „eBERlight“ pobūdis, nes siekiama sukurti integruotą platformą, kuri skatintų mokslinius biologinių, sausumos ir ekologinių sistemų tyrimus.“Skamba paprastai, bet mastas ir galimas poveikis yra milžiniški.“
Pasak Keno Kemnerio, vyresniojo fiziko ir Argonne nacionalinės laboratorijos grupės vadovo, „eBERlight“ idėja brandinta jau daugelį metų. Kemneris APS laboratorijoje dirbo 27 metus, iš kurių didžiąją laiko dalį jis praleido jungdamas aplinkosaugos tyrėjus prie institucijos išteklių. Dabar „eBERlight“ tęs šį darbą didesniu mastu, sakė jis. Jis nekantriai laukia, kokių naujų proveržių bus pasiekta atliekant tyrimus apie šiltnamio efektą sukeliančias dujas, pelkių ekosistemas ir augalų bei mikroorganizmų sąveiką su dirvožemiu ir nuosėdomis.
Pasak Kemnerio, „eBERlight“ sėkmės raktas yra sinchrotroninių mokslininkų, taip pat biologijos ir aplinkos mokslininkų mokymas.
„Reikia apmokyti radiologus, kad jie geriau suprastų aplinkos mokslo problemas ir pritaikytų technologijas, kad geriau išspręstų aplinkos tyrimų problemas“, – sakė jis. 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„Taip pat reikia šviesti aplinkos mokslininkus apie tai, kaip gerai šviesos šaltiniai sprendžia šias problemas.“Tai daroma siekiant sumažinti kliūtis juos pritraukti.“
Laurent'as Chaponas, Fotonų mokslo laboratorijos direktoriaus pavaduotojas ir APS direktorius, teigė, kad naujasis planas reiškia demokratinę prieigą prie APS ir jos galimybių.
„Šis planas siunčia svarbią žinią, kad APS yra labai svarbus šalies išteklius, galintis kurti programas, kurios padeda spręsti neatidėliotinas problemas, šiuo atveju – aplinkos ir biologines“, – teigė Chaponas. 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㖖供端到端观” 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㖖供端到端观”„eBERlight“ suteiks išsamų sprendimą mokslininkams, siekiantiems išspręsti praktinės svarbos gyvybės mokslų problemas.
„Tikiuosi, kad nesvarbu, su kokiais dideliais iššūkiais susiduria mokslininkai, APS gali jiems padėti“, – sakė ji. 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。”„Šios problemos liečia mus visus.“
„Argonne Leadership Computing Facility“ suteikia mokslo ir inžinerijos bendruomenei superkompiuterių pajėgumus, siekiant skatinti fundamentinius atradimus ir supratimą įvairiose disciplinose. Remiamas JAV Energetikos departamento (DOE) Pažangiųjų mokslinių skaičiavimų tyrimų (ASCR) programos, ALCF yra vienas iš dviejų pirmaujančių DOE skaičiavimo centrų, skirtų atvirajam mokslui.
JAV Energetikos departamento Mokslo biuro pažangusis fotonų šaltinis (APS) Argonne nacionalinėje laboratorijoje yra vienas produktyviausių rentgeno spindulių šaltinių pasaulyje. APS teikia didelio ryškumo rentgeno spindulius įvairioms tyrėjų grupėms, dirbančioms medžiagų mokslo, chemijos, kondensuotųjų medžiagų fizikos, gyvybės ir aplinkos mokslų bei taikomųjų tyrimų srityse. Šie rentgeno spinduliai idealiai tinka medžiagoms ir biologinėms struktūroms; elementų pasiskirstymui; cheminėms, magnetinėms ir elektroninėms būsenoms; taip pat įvairioms technologiškai svarbioms inžinerinėms sistemoms – nuo baterijų iki įpurškimo antgalių, kurios yra esminės mūsų šalies ekonominei, technologinei ir ekonominei plėtrai, ir materialinės gerovės pagrindui – tirti. Kiekvienais metais daugiau nei 5000 tyrėjų naudojasi APS, kad parengtų daugiau nei 2000 publikacijų, kuriose išsamiai aprašomi svarbūs atradimai ir išsprendžiamos svarbesnės biologinių baltymų struktūros nei bet kuris kitas rentgeno spindulių tyrimų įrenginių naudotojas. APS mokslininkų ir inžinierių novatoriškos technologijos yra greitintuvų ir šviesos šaltinių kūrimo pagrindas. Tai apima įvesties įrenginius, kurie sukuria itin ryškius rentgeno spindulius, kuriuos vertina tyrėjai, lęšius, kurie sufokusuoja rentgeno spindulius iki kelių nanometrų, prietaisus, kurie maksimaliai padidina rentgeno spindulių sąveiką su tiriamu mėginiu, ir įrenginius, kurie renka ir surenka rentgeno programinę įrangą. Tvarkykite didelius duomenų kiekius iš APS tyrimų.
Šiame tyrime buvo panaudoti ištekliai iš „Advanced Photon Source“ – Energetikos departamento Mokslo biuro naudotojų įrenginio, kurį pagal sutartį Nr. DE-AC02-06CH11357 valdo Energetikos departamento Mokslo biuro Argonne nacionalinė laboratorija.
Argonne nacionalinė laboratorija yra įsipareigojusi spręsti neatidėliotinas nacionalines mokslo ir technologijų problemas. Argonne nacionalinė laboratorija, pirmoji nacionalinė laboratorija Jungtinėse Valstijose, atlieka pažangiausius fundamentinius ir taikomuosius mokslinius tyrimus praktiškai kiekvienoje mokslo disciplinoje. Argonne nacionalinės laboratorijos tyrėjai glaudžiai bendradarbiauja su šimtų įmonių, universitetų ir federalinių, valstijų bei savivaldybių agentūrų tyrėjais, kad padėtų jiems spręsti konkrečias problemas, stiprinti JAV mokslo lyderystę ir kurti geresnę šalies ateitį. Argonne dirba daugiau nei 60 tautybių darbuotojai, o jai vadovauja Čikagoje įsikūrusi „Argonne LLC“, kuri yra JAV Energetikos departamento Mokslo biuro dalis.
JAV Energetikos departamento Mokslo biuras yra didžiausias fizinių mokslų tyrimų finansuotojas Jungtinėse Valstijose ir stengiasi spręsti kai kuriuos aktualiausius mūsų laikų iššūkius. Daugiau informacijos rasite adresu https://energygy.gov/science.
Įrašo laikas: 2023 m. lapkričio 6 d.