Bumi merupakan sebuah ekosistem yang kompleks, dan kedudukan kita di dalamnya bergantung kepada pelbagai faktor. Daripada kesihatan tanah hinggalah kualiti udara hinggalah tingkah laku tumbuhan dan mikroorganisma, memahami dunia semula jadi kita dan penghuninya yang lain adalah penting untuk kelangsungan hidup kita sendiri. Memandangkan iklim terus berubah, mengkaji alam sekitar dan pelbagai bentuk kehidupannya akan menjadi lebih penting.
Pada Oktober 2023, Sumber Foton Lanjutan (APS), sebuah kemudahan pengguna dalam Pejabat Sains di Makmal Kebangsaan Argonne Jabatan Tenaga AS (DOE), akan melancarkan secara rasmi program baharu untuk mengembangkan keupayaan penyelidikan dan analisis biologi dan alam sekitar di makmal terkemuka dunia. Bidang 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 dalam misi BER dengan sumber sains sinar-X APS yang terkemuka di dunia. Dengan memperluas akses kepada keupayaan APS yang pelbagai, pemikir eBERlight berharap dapat 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 ahli kristal protein Makmal Kebangsaan Argonne, Caroline Michalska, yang mengetuai kerja di 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。” 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 sedang memperluas akses untuk membolehkan lebih banyak penyelidikan biologi dan alam sekitar, dan kerana program ini sangat baharu, saintis yang akan menggunakan kemudahan ini membantu kami membangunkannya."
Sejak penubuhannya pada tahun 1990-an, APS telah menjadi peneraju dalam bidang "kristalografi makromolekul" dalam penyelidikan biologi. Para saintis menggunakan teknologi ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang penyakit berjangkit dan virus bagi menyediakan asas untuk vaksin dan rawatan. APS kini berhasrat untuk melanjutkan 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 stesen eksperimen APS yang mana satu daripada banyak stesen eksperimen, yang dipanggil beamlines, merupakan pilihan terbaik untuk eksperimen mereka, kerana setiap stesen dioptimumkan untuk sains dan teknologi tertentu.
Michalska berkata di sinilah eBERlight memainkan peranan. Beliau menyifatkannya sebagai ekosistem maya yang direka untuk menghubungkan saintis dengan teknologi yang betul di 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 impak merentasi pelbagai bidang biologi dan sains alam sekitar.
"Kami sedang melihat apa yang sedang dikaji oleh penyelidik BER dan bagaimana kami dapat melengkapi penyelidikan tersebut," 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。"Sebahagian daripada penyelidik ini tidak pernah menggunakan sinkrotron seperti APS.Mereka mempelajari alatan yang tersedia dan soalan saintifik yang boleh dijawab di APS yang tidak dapat dilakukan di tempat lain.”
“Ini adalah peluang untuk membina sesuatu yang baharu yang belum pernah wujud dalam APS sebelum ini. Kami sedang mengembangkan skop penyelidikan biologi dan alam sekitar, dan kerana ini adalah penyelidikan baharu, saintis yang akan menggunakan kemudahan ini membantu kami membangunkan projek ini. — Caroline Michalska, Makmal Kebangsaan Argonne
Bagi sains khusus yang akan dipromosikan oleh eBERlight, Michalska berkata ia akan merangkumi segala-galanya daripada penyelidikan tanah kepada penanaman tumbuhan, pembentukan awan dan biobahan api. Stefan Vogt, timbalan pengarah Bahagian Sains Sinar-X APS, menambah kitaran air ke dalam senarai itu, dengan menyatakan bahawa maklumat ini penting untuk lebih memahami keadaan iklim yang berubah-ubah.
"Kami sedang mengkaji soalan-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 cara 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 penaiktarafan kemudahan yang komprehensif. Dalam tempoh ini, pasukan akan berusaha untuk menyelidik dan membangunkan sistem persampelan biologi dan persekitaran, membangunkan pangkalan data dan menjalankan jangkauan untuk program tersebut.
Apabila APS beroperasi semula pada tahun 2024, keupayaannya akan diperluaskan dengan ketara. Pasukan eBERlight akan memeterai perjanjian jangka panjang dengan 13 saluran APS yang mewakili pelbagai teknologi. Saintis yang bekerja melalui eBERlight juga akan mempunyai akses kepada sumber Argonne, seperti Kemudahan Pengkomputeran Argonne, tempat superkomputer Pejabat Sains DOE dan superkomputer makmal terletak, dan Pusat Pencirian Protein Lanjutan, tempat protein dikristalisasi dan disediakan untuk dianalisis.
Seiring perkembangan program ini, ia akan memanfaatkan hubungan dengan kemudahan pengguna Pejabat Sains DOE yang lain, seperti Makmal Sains Molekul Alam Sekitar Makmal Kebangsaan Pacific Northwest dan Institut Genom Bersama di Makmal Kebangsaan Lawrence Berkeley.
"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、地球和玑境系统的私 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、地球和玑境系统的私“Saya menyukai sifat eBERlight yang pelbagai rupa kerana ia berusaha untuk mewujudkan platform bersepadu yang memajukan penyelidikan saintifik ke dalam sistem biologi, daratan dan ekologi.Ia kedengaran mudah, tetapi skala dan potensi impaknya sangat besar.”
Idea untuk eBERlight telah bertahun-tahun difikirkan, menurut Ken Kemner, seorang ahli fizik kanan dan ketua kumpulan di Makmal Kebangsaan Argonne. Kemner bekerja di APS selama 27 tahun di makmal itu, yang sebahagian besarnya dihabiskan untuk menghubungkan penyelidik alam sekitar dengan sumber institusi tersebut. Kini eBERlight akan meneruskan kerja ini pada skala yang lebih besar, katanya. Beliau berharap dapat melihat penemuan baharu yang akan dibuat melalui penyelidikan mengenai gas rumah hijau, ekosistem tanah lembap, dan interaksi tumbuhan dan mikroorganisma dengan tanah dan sedimen.
Kunci kejayaan eBERlight, menurut Kemner, ialah latihan saintis sinkrotron, 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 bermaksud mendemokrasikan akses kepada APS dan keupayaannya.
“Pelan ini menghantar mesej penting bahawa APS merupakan sumber penting bagi 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 berkaitan secara praktikal."
"Saya berharap walau apa pun cabaran besar yang dihadapi oleh 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 dan pemahaman asas merentasi pelbagai disiplin. Disokong oleh program Penyelidikan Pengkomputeran Saintifik Lanjutan (ASCR) Jabatan Tenaga AS (DOE), ALCF ialah salah satu daripada dua pusat pengkomputeran DOE terkemuka yang dikhaskan untuk sains terbuka.
Sumber Foton Termaju (APS) Pejabat Sains Jabatan Tenaga AS di Makmal Kebangsaan Argonne merupakan salah satu sumber sinar-X yang paling produktif di dunia. APS menyediakan sinar-X kecerahan tinggi kepada pelbagai kumpulan penyelidik dalam sains bahan, kimia, fizik jirim terkondensasi, sains hayat dan alam sekitar, dan penyelidikan gunaan. Sinar-X ini sesuai untuk mengkaji bahan dan struktur biologi; taburan unsur; keadaan kimia, magnet dan elektronik; serta pelbagai 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 bahan. 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 mana-mana pengguna kemudahan penyelidikan sinar-X yang lain. 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 sehingga beberapa nanometer, instrumen yang memaksimumkan interaksi sinar-X dengan sampel yang dikaji dan peranti yang mengumpul dan memasang perisian sinar-X. Menguruskan jumlah data yang besar daripada kajian APS.
Kajian ini menggunakan sumber daripada Sumber Foton Lanjutan, sebuah kemudahan pengguna Pejabat Sains DOE yang diuruskan oleh Makmal Kebangsaan Argonne, Pejabat Sains DOE 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 yang canggih dalam hampir setiap disiplin saintifik. Penyelidik Makmal Kebangsaan Argonne bekerjasama rapat dengan penyelidik dari 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 daripada lebih 60 kewarganegaraan dan diuruskan oleh Argonne LLC di Chicago, sebahagian daripada Pejabat Sains Jabatan Tenaga AS.
Pejabat Sains Jabatan Tenaga AS merupakan 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: 06 Nov-2023