Bumi adalah ekosistem yang kompleks, dan tempat kita di dalamnya bergantung pada banyak faktor yang berbeza.Daripada kesihatan tanah kepada kualiti udara kepada tingkah laku tumbuhan dan mikroorganisma, memahami dunia semula jadi kita dan penduduknya yang lain adalah penting untuk kelangsungan hidup kita sendiri.Apabila iklim terus berubah, mengkaji alam sekitar dan bentuk kehidupannya yang pelbagai akan menjadi lebih penting.
Pada Oktober 2023, Advanced Photon Source (APS), kemudahan pengguna dalam Pejabat Sains di Makmal Kebangsaan Argonne Jabatan Tenaga (JAS) AS, akan melancarkan program baharu secara rasmi untuk mengembangkan keupayaan penyelidikan dan analisis biologi dan alam sekitar di makmal terkemuka dunia.Medan sinar-X.Sebuah syarikat bernama eBERlight baru-baru ini menerima kelulusan daripada program Penyelidikan Biologi dan Alam Sekitar (BER) Jabatan Tenaga AS.Matlamatnya adalah untuk menghubungkan penyelidik yang menjalankan eksperimen pada misi BER dengan sumber sains X-ray terkemuka dunia APS.Dengan meluaskan akses kepada kepelbagaian keupayaan APS, pemikir eBERlight berharap untuk menemui kaedah saintifik baharu dan menarik pasukan penyelidik antara disiplin baharu untuk meneroka perspektif baharu tentang dunia tempat kita hidup.
"Ini adalah peluang untuk mencipta sesuatu yang baharu yang belum pernah wujud dalam APS sebelum ini," kata pakar kristal protein Makmal Kebangsaan Argonne Caroline Michalska, yang mengetuai kerja mengenai 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，并且由于该计刂，就是他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，更多的生物和环境研究，并且由于该计”刂，更天"Kami memperluaskan akses untuk membolehkan lebih banyak penyelidikan biologi dan alam sekitar, dan kerana program ini sangat baharu, saintis yang akan menggunakan kemudahan itu membantu kami membangunkannya."
Sejak penubuhannya pada 1990-an, APS telah menjadi peneraju dalam bidang "kristalografi makromolekul" dalam penyelidikan biologi.Para saintis menggunakan teknologi ini untuk mengetahui lebih lanjut tentang penyakit berjangkit dan virus untuk meletakkan asas bagi vaksin dan rawatan.APS kini bertujuan untuk memperluaskan kejayaannya ke bidang kehidupan dan sains alam sekitar yang lain.
Satu masalah dengan pengembangan ini ialah ramai saintis biologi dan alam sekitar tidak menyedari keupayaan APS untuk membantu mereka memajukan penyelidikan mereka dan tidak biasa dengan proses menghasilkan sinar-X yang terang bagi sesuatu objek.Begitu juga, ramai saintis tidak tahu yang mana antara banyak stesen percubaan APS, yang dipanggil beamlines, merupakan pilihan terbaik untuk eksperimen mereka, kerana setiap stesen dioptimumkan untuk sains dan teknologi tertentu.
Michalska berkata di sinilah eBERlight dimainkan.Dia menyifatkan ia sebagai ekosistem maya yang direka untuk menghubungkan saintis dengan teknologi yang betul pada laluan APS yang betul.Penyelidik akan membentangkan cadangan kepada kakitangan eBERlight yang akan membantu menyelaraskan reka bentuk eksperimen dengan saluran yang betul untuk menjalankan kajian yang dicadangkan.Beliau berkata kepelbagaian keupayaan APS bermakna eBERlight boleh memberi kesan merentasi pelbagai bidang biologi dan sains alam sekitar.
"Kami sedang melihat perkara yang dikaji oleh penyelidik BER dan bagaimana kami boleh melengkapkan penyelidikan itu," katanya. 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。"Sesetengah penyelidik ini tidak pernah menggunakan synchrotron seperti APS.Mereka mempelajari alat yang tersedia dan soalan saintifik yang boleh ditangani di APS yang tidak boleh dilakukan di tempat lain.”
“Ini adalah peluang untuk membina sesuatu yang baharu yang belum pernah wujud dalam APS sebelum ini.Kami memperluaskan skop penyelidikan biologi dan alam sekitar, dan kerana ini adalah penyelidikan baharu, saintis yang akan menggunakan kemudahan itu membantu kami membangunkan projek itu.— Caroline Michalska, Makmal Kebangsaan Argonne
Bagi sains khusus yang akan dipromosikan oleh eBERlight, Michalska berkata ia akan merangkumi segala-galanya daripada penyelidikan tanah kepada tumbuh-tumbuhan yang semakin meningkat, pembentukan awan dan biofuel.Stefan Vogt, timbalan pengarah Bahagian Sains X-ray APS, menambah kitaran air ke dalam senarai, dengan menyatakan bahawa maklumat ini penting untuk lebih memahami perubahan keadaan iklim.
"Kami sedang mengkaji soalan yang berkaitan dengan sains iklim, dan kami perlu terus mengkajinya," kata 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。”"Kita perlu memahami bagaimana untuk memerangi akibat ekologi yang mendalam akibat perubahan iklim."
Walaupun eBERlight dilancarkan secara rasmi pada bulan Oktober, APS akan kekal dalam tempoh rehat selama setahun sebagai sebahagian daripada peningkatan kemudahan yang komprehensif.Pada masa ini, pasukan akan berusaha untuk menyelidik dan membangunkan sistem persampelan biologi dan alam sekitar, membangunkan pangkalan data, dan menjalankan jangkauan untuk program tersebut.
Apabila APS kembali dalam talian pada tahun 2024, keupayaannya akan diperluas dengan ketara.Pasukan eBERlight akan memeterai perjanjian jangka panjang dengan 13 saluran APS yang mewakili pelbagai jenis teknologi.Para saintis yang bekerja melalui eBERlight juga akan mempunyai akses kepada sumber Argonne, seperti Kemudahan Pengkomputeran Argonne, di mana pejabat Pejabat Sains Jabatan Sains superkomputer dan superkomputer makmal berada, dan Pusat Pencirian Protein Lanjutan, di mana protein dihablurkan dan disediakan untuk analisis.
Apabila program ini berkembang, ia akan memanfaatkan sambungan dengan kemudahan pengguna Pejabat Sains DOE yang lain, seperti Makmal Sains Molekul Alam Sekitar Pacific Northwest National Laboratory dan Institut Genom Bersama di Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Ia memerlukan sebuah kampung untuk membesarkan seorang anak, tetapi ia memerlukan sebuah kampung yang lebih besar untuk menyelesaikan masalah saintifik," kata ahli fizik Argonne Zou Finfrock, ahli pasukan 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、地玉玃墌索。 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、地玉玃墌索。“Saya suka sifat pelbagai segi eBERlight kerana ia berusaha untuk mencipta platform bersepadu yang memajukan penyelidikan saintifik ke dalam sistem biologi, daratan dan ekologi.Bunyinya mudah, tetapi skala dan potensi kesannya sangat besar.”
Idea untuk eBERlight telah bertahun-tahun dibuat, menurut Ken Kemner, seorang ahli fizik kanan dan ketua kumpulan di Argonne National Laboratory.Kemner bekerja di APS selama 27 tahun makmal itu, sebahagian besarnya dihabiskan untuk menghubungkan penyelidik alam sekitar kepada sumber institusi.Kini eBERlight akan meneruskan kerja ini pada skala yang lebih besar, katanya.Beliau tidak sabar untuk melihat kejayaan baharu yang akan dibuat melalui penyelidikan tentang gas rumah hijau, ekosistem tanah lembap, dan interaksi tumbuhan dan mikroorganisma dengan tanah dan sedimen.
Kunci kejayaan eBERlight, menurut Kemner, ialah latihan saintis synchrotron, serta saintis biologi dan alam sekitar.
"Anda perlu melatih ahli radiologi untuk lebih memahami masalah sains alam sekitar dan menyesuaikan teknologi untuk menyelesaikan masalah penyelidikan alam sekitar dengan lebih baik," katanya. 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。"Anda juga perlu mendidik saintis alam sekitar tentang betapa baiknya sumber cahaya dalam menyelesaikan masalah ini.Ini dilakukan untuk mengurangkan halangan untuk menarik mereka.”
Laurent Chapon, timbalan pengarah Makmal Sains Foton dan pengarah APS, berkata pelan baharu itu bermakna mendemokrasikan akses kepada APS dan keupayaannya.
"Pelan ini menghantar mesej penting bahawa APS adalah sumber kritikal untuk negara, yang mampu membangunkan program yang membantu menyelesaikan masalah mendesak, dalam kes ini masalah alam sekitar dan biologi," kata 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新。 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新。"eBERlight akan menyediakan penyelesaian komprehensif untuk saintis yang ingin menyelesaikan masalah sains hayat yang mempunyai kaitan praktikal."
"Saya berharap tidak kira apa pun cabaran besar yang dihadapi saintis, APS dapat membantu mereka," katanya. 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。”"Isu-isu ini memberi kesan kepada kita semua."
Kemudahan Pengkomputeran Kepimpinan Argonne menyediakan komuniti saintifik dan kejuruteraan dengan keupayaan superkomputer untuk memajukan penemuan asas dan pemahaman merentas pelbagai disiplin.Disokong oleh program Penyelidikan Pengkomputeran Saintifik Lanjutan (ASCR) Jabatan Tenaga AS (JAS), ALCF ialah salah satu daripada dua pusat pengkomputeran DOE terkemuka yang khusus untuk sains terbuka.
Sumber Foton Lanjutan (APS) Jabatan Tenaga AS di Argonne National Laboratory ialah salah satu sumber sinar-X yang paling produktif di dunia.APS menyediakan sinar-X kecerahan tinggi kepada kumpulan penyelidik yang pelbagai dalam sains bahan, kimia, fizik jirim pekat, sains hayat dan alam sekitar serta penyelidikan gunaan.X-ray ini sesuai untuk mengkaji bahan dan struktur biologi;pengedaran unsur;keadaan kimia, magnet dan elektronik;serta rangkaian sistem kejuruteraan yang penting dari segi teknologi, daripada bateri hingga muncung suntikan, yang merupakan asas kepada pembangunan ekonomi, teknologi dan ekonomi negara kita.dan Asas kesejahteraan material.Setiap tahun, lebih daripada 5,000 penyelidik menggunakan APS untuk menghasilkan lebih daripada 2,000 penerbitan, memperincikan penemuan penting dan menyelesaikan struktur protein biologi yang lebih penting daripada pengguna lain kemudahan penyelidikan sinar-X.Teknologi inovatif saintis dan jurutera APS mendasari pembangunan pemecut dan sumber cahaya.Ini termasuk peranti input yang menghasilkan sinar-X yang sangat terang yang dihargai oleh penyelidik, kanta yang memfokuskan sinar-X hingga beberapa nanometer, instrumen yang memaksimumkan interaksi sinar-X dengan sampel yang dikaji dan peranti yang mengumpul dan memasang X -perisian sinar.Urus volum besar data daripada kajian APS.
Penyelidikan ini menggunakan sumber daripada Advanced Photon Source, kemudahan pengguna Pejabat Sains JAS yang diuruskan oleh Makmal Kebangsaan Argonne Pejabat JAS di bawah Kontrak No. DE-AC02-06CH11357.
Makmal Kebangsaan Argonne komited untuk menyelesaikan masalah sains dan teknologi negara yang mendesak.Makmal Kebangsaan Argonne, makmal kebangsaan pertama di Amerika Syarikat, menjalankan penyelidikan saintifik asas dan gunaan termaju dalam hampir setiap disiplin saintifik.Penyelidik Makmal Kebangsaan Argonne bekerjasama rapat dengan penyelidik daripada ratusan syarikat, universiti, dan agensi persekutuan, negeri dan perbandaran untuk membantu mereka menyelesaikan masalah tertentu, memajukan kepimpinan saintifik AS dan membina masa depan yang lebih baik untuk negara.Argonne mempunyai pekerja lebih daripada 60 warganegara dan diuruskan oleh Argonne LLC di Chicago, sebahagian daripada Pejabat Sains Jabatan Tenaga AS.
Pejabat Sains Jabatan Tenaga AS ialah pembiaya terbesar penyelidikan sains fizikal di Amerika Syarikat dan sedang berusaha untuk menangani beberapa cabaran paling mendesak pada zaman kita.Untuk maklumat lanjut, lawati https://energygy.gov/science.
Masa siaran: Nov-06-2023