Die Erde ist ein komplexes Ökosystem und unser Platz darin hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab.Von der Bodengesundheit über die Luftqualität bis hin zum Verhalten von Pflanzen und Mikroorganismen ist das Verständnis unserer natürlichen Welt und ihrer anderen Bewohner entscheidend für unser eigenes Überleben.Da sich das Klima weiter verändert, wird die Erforschung der Umwelt und ihrer vielfältigen Lebensformen immer wichtiger.
Im Oktober 2023 wird die Advanced Photon Source (APS), eine Benutzereinrichtung innerhalb des Office of Science am Argonne National Laboratory des US-Energieministeriums (DOE), offiziell ein neues Programm zur Erweiterung der biologischen und umweltbezogenen Forschungs- und Analysekapazitäten starten weltweit führende Labore.Röntgenfeld.Ein Unternehmen namens eBERlight hat kürzlich die Genehmigung des Programms „Biological and Environmental Research“ (BER) des US-Energieministeriums erhalten.Ziel ist es, Forscher, die Experimente auf der BER-Mission durchführen, mit den weltweit führenden Röntgenwissenschaftsressourcen von APS zu verbinden.Durch die Erweiterung des Zugangs zu den vielfältigen Fähigkeiten von APS hoffen die eBERlight-Denker, neue wissenschaftliche Methoden zu entdecken und neue interdisziplinäre Forscherteams anzuziehen, um neue Perspektiven auf die Welt, in der wir leben, zu erkunden.
„Dies ist eine Gelegenheit, etwas Neues zu schaffen, das es in APS bisher noch nicht gab“, sagte Caroline Michalska, Proteinkristallologin am Argonne National Laboratory, die die Arbeit an eBERlight leitet. ...使用该设施的科学家正在帮助我们开发它.“ â�<“„Wir erweitern den Zugang, um mehr biologische und umweltbezogene Forschung zu ermöglichen, und weil das Programm so neu ist, helfen uns die Wissenschaftler, die die Einrichtung nutzen werden, bei der Entwicklung.“
Seit seiner Gründung in den 1990er Jahren ist APS führend auf dem Gebiet der „makromolekularen Kristallographie“ in der biologischen Forschung.Wissenschaftler nutzen diese Technologie, um mehr über Infektionskrankheiten und Viren zu erfahren und die Grundlage für Impfstoffe und Behandlungen zu legen.APS möchte seinen Erfolg nun auf andere Bereiche der Lebens- und Umweltwissenschaften ausweiten.
Ein Problem bei dieser Erweiterung besteht darin, dass sich viele Bio- und Umweltwissenschaftler nicht über die Fähigkeiten des APS im Klaren sind, mit denen sie ihre Forschung vorantreiben können, und dass sie mit dem Prozess der Erzeugung heller Röntgenstrahlen eines Objekts nicht vertraut sind.Ebenso wissen viele Wissenschaftler nicht, welche der vielen APS-Experimentierstationen, sogenannte Beamlines, die beste Wahl für ihre Experimente ist, da jede Station für eine bestimmte Wissenschaft und Technologie optimiert ist.
Michalska sagte, hier kommt eBERlight ins Spiel.Sie beschrieb es als ein virtuelles Ökosystem, das Wissenschaftler mit den richtigen Technologien auf dem richtigen APS-Pfad verbinden soll.Die Forscher werden den eBERlight-Mitarbeitern Vorschläge unterbreiten, die dabei helfen werden, das experimentelle Design auf den richtigen Kanal zur Durchführung der vorgeschlagenen Studie abzustimmen.Sie sagte, die Vielfalt der Fähigkeiten von APS bedeute, dass eBERlight Auswirkungen auf mehrere Bereiche der Biologie und Umweltwissenschaften haben könnte.
„Wir schauen uns an, was BER-Forscher untersuchen und wie wir diese Forschung ergänzen können“, sagte sie. 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.„Einige dieser Forscher haben noch nie ein Synchrotron wie APS verwendet.Sie erfahren, welche Tools verfügbar sind und welche wissenschaftlichen Fragestellungen bei APS bearbeitet werden können, die anderswo nicht bearbeitet werden können.”
„Dies ist eine Gelegenheit, etwas Neues aufzubauen, das es bei APS bisher noch nicht gab.Wir erweitern den Umfang der biologischen und ökologischen Forschung, und da es sich um neue Forschung handelt, unterstützen uns die Wissenschaftler, die die Anlage nutzen werden, bei der Entwicklung des Projekts.— Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Was die spezifische Wissenschaft betrifft, die eBERlight fördern wird, sagte Michalska, dass sie alles von der Bodenforschung über den Pflanzenanbau bis hin zur Wolkenbildung und Biokraftstoffen umfassen werde.Stefan Vogt, stellvertretender Direktor der APS-Abteilung für Röntgenwissenschaften, fügte der Liste den Wasserkreislauf hinzu und wies darauf hin, dass diese Informationen für ein besseres Verständnis der sich ändernden Klimabedingungen von entscheidender Bedeutung seien.
„Wir beschäftigen uns mit klimawissenschaftlichen Fragestellungen und müssen diese weiter erforschen“, sagte 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。“„Wir müssen verstehen, wie wir die tiefgreifenden ökologischen Folgen des Klimawandels bekämpfen können.“
Während eBERlight im Oktober offiziell eingeführt wurde, wird APS im Rahmen einer umfassenden Modernisierung der Anlage eine einjährige Pause einlegen.Während dieser Zeit wird das Team an der Erforschung und Entwicklung eines biologischen und umweltbezogenen Probenahmesystems arbeiten, Datenbanken entwickeln und Öffentlichkeitsarbeit für das Programm durchführen.
Wenn APS im Jahr 2024 wieder online geht, werden seine Fähigkeiten deutlich erweitert.Das eBERlight-Team wird langfristige Verträge mit 13 APS-Kanälen abschließen, die ein breites Spektrum an Technologien repräsentieren.Wissenschaftler, die über eBERlight arbeiten, haben auch Zugang zu Argonne-Ressourcen, wie der Argonne Computing Facility, wo sich die Supercomputer und Labor-Supercomputer des DOE Office of Science befinden, und dem Center for Advanced Protein Characterization, wo Proteine kristallisiert und vorbereitet werden Analyse.
Im Zuge der Weiterentwicklung des Programms wird es Verbindungen zu anderen Benutzereinrichtungen des DOE Office of Science nutzen, beispielsweise dem Environmental Molecular Sciences Laboratory des Pacific Northwest National Laboratory und dem Joint Genome Institute am Lawrence Berkeley National Laboratory.
„Man braucht ein Dorf, um ein Kind großzuziehen, aber es braucht ein noch größeres Dorf, um ein wissenschaftliches Problem zu lösen“, sagte der argonische Physiker Zou Finfrock, ein Mitglied des eBERlight-Teams. 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、地球和环境系统的科学探索. 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、地球和环境系统的科学探索.„Ich liebe die Vielseitigkeit von eBERlight, da es darauf abzielt, eine integrierte Plattform zu schaffen, die die wissenschaftliche Forschung in biologischen, terrestrischen und ökologischen Systemen vorantreibt.Es klingt einfach, aber das Ausmaß und die möglichen Auswirkungen sind enorm.”
Laut Ken Kemner, einem leitenden Physiker und Gruppenleiter am Argonne National Laboratory, wurde die Idee für eBERlight schon seit Jahren entwickelt.Kemner arbeitete 27 Jahre lang für das Labor bei APS und verbrachte einen Großteil davon damit, Umweltforscher mit den Ressourcen der Einrichtung zu verbinden.Jetzt werde eBERlight diese Arbeit in größerem Maßstab fortsetzen, sagte er.Er freut sich darauf, zu sehen, welche neuen Durchbrüche durch die Erforschung von Treibhausgasen, Feuchtgebietsökosystemen und den Wechselwirkungen von Pflanzen und Mikroorganismen mit Boden und Sedimenten erzielt werden.
Der Schlüssel zum Erfolg von eBERlight liegt laut Kemner in der Ausbildung von Synchrotronwissenschaftlern sowie Bio- und Umweltwissenschaftlern.
„Man muss Radiologen ausbilden, damit sie die Probleme der Umweltwissenschaften besser verstehen und die Technologie anpassen, um Probleme der Umweltforschung besser zu lösen“, sagte er. 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.„Sie müssen Umweltwissenschaftler auch darüber aufklären, wie gut Lichtquellen diese Probleme lösen können.Dies geschieht, um die Hürden, die ihnen entgegenstehen, abzubauen.”
Laurent Chapon, stellvertretender Direktor des Photon Science Laboratory und Direktor von APS, sagte, der neue Plan bedeute, den Zugang zu APS und seinen Fähigkeiten zu demokratisieren.
„Dieser Plan sendet eine wichtige Botschaft, dass APS eine entscheidende Ressource für die Nation ist und in der Lage ist, Programme zu entwickeln, die zur Lösung dringender Probleme beitragen, in diesem Fall Umwelt- und biologische Probleme“, sagte Chapon. „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 wird eine umfassende Lösung für Wissenschaftler bieten, die lebenswissenschaftliche Probleme von praktischer Relevanz lösen möchten.“
„Ich hoffe, dass APS ihnen helfen kann, egal vor welchen großen Herausforderungen Wissenschaftler stehen“, sagte sie. 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。“„Diese Themen betreffen uns alle.“
Die Argonne Leadership Computing Facility stellt der wissenschaftlichen und technischen Gemeinschaft Supercomputing-Fähigkeiten zur Verfügung, um grundlegende Entdeckungen und Erkenntnisse in einem breiten Spektrum von Disziplinen voranzutreiben.Unterstützt durch das Advanced Scientific Computing Research (ASCR)-Programm des US-Energieministeriums (DOE) ist ALCF eines von zwei führenden DOE-Rechenzentren, die sich der offenen Wissenschaft widmen.
Die Advanced Photon Source (APS) des US-Energieministeriums Office of Science im Argonne National Laboratory ist eine der produktivsten Röntgenquellen der Welt.APS stellt hochhelle Röntgenstrahlen für eine vielfältige Gruppe von Forschern in den Bereichen Materialwissenschaften, Chemie, Physik der kondensierten Materie, Lebens- und Umweltwissenschaften sowie angewandte Forschung bereit.Diese Röntgenstrahlen sind ideal für die Untersuchung von Materialien und biologischen Strukturen;Verteilung von Elementen;chemische, magnetische und elektronische Zustände;sowie eine Reihe technologisch wichtiger technischer Systeme, von Batterien bis zu Einspritzdüsen, die für die wirtschaftliche, technologische und wirtschaftliche Entwicklung unseres Landes von grundlegender Bedeutung sind.und Die Grundlage des materiellen Wohlbefindens.Jedes Jahr nutzen mehr als 5.000 Forscher APS, um mehr als 2.000 Publikationen zu erstellen, in denen sie wichtige Entdeckungen detailliert beschreiben und wichtigere biologische Proteinstrukturen aufklären als jeder andere Nutzer von Röntgenforschungsanlagen.Die innovativen Technologien der APS-Wissenschaftler und Ingenieure liegen der Entwicklung von Beschleunigern und Lichtquellen zugrunde.Dazu gehören Eingabegeräte, die die von Forschern geschätzten extrem hellen Röntgenstrahlen erzeugen, Linsen, die Röntgenstrahlen auf wenige Nanometer fokussieren, Instrumente, die die Wechselwirkung von Röntgenstrahlen mit der untersuchten Probe maximieren, und Geräte, die X sammeln und zusammensetzen -ray-Software.Verwalten Sie große Datenmengen aus APS-Studien.
Für diese Forschung wurden Ressourcen der Advanced Photon Source verwendet, einer Benutzereinrichtung des DOE Office of Science, die vom Argonne National Laboratory des DOE Office of Science unter der Vertragsnummer DE-AC02-06CH11357 verwaltet wird.
Das Argonne National Laboratory setzt sich für die Lösung dringender nationaler Wissenschafts- und Technologieprobleme ein.Das Argonne National Laboratory, das erste nationale Labor in den Vereinigten Staaten, betreibt hochmoderne Grundlagenforschung und angewandte wissenschaftliche Forschung in praktisch allen wissenschaftlichen Disziplinen.Forscher des Argonne National Laboratory arbeiten eng mit Forschern von Hunderten von Unternehmen, Universitäten sowie Bundes-, Landes- und Kommunalbehörden zusammen, um ihnen bei der Lösung spezifischer Probleme, der Förderung der wissenschaftlichen Führung der USA und dem Aufbau einer besseren Zukunft für das Land zu helfen.Argonne hat Mitarbeiter mit mehr als 60 Nationalitäten und wird von Argonne LLC in Chicago verwaltet, einem Teil des Office of Science des US-Energieministeriums.
Das Office of Science des US-Energieministeriums ist der größte Geldgeber für naturwissenschaftliche Forschung in den Vereinigten Staaten und arbeitet an der Bewältigung einiger der dringendsten Herausforderungen unserer Zeit.Weitere Informationen finden Sie unter https://energygy.gov/science.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 06.11.2023