Ang Daigdig ay isang masalimuot na ekosistema, at ang ating lugar dito ay nakasalalay sa maraming iba't ibang salik. Mula sa kalusugan ng lupa hanggang sa kalidad ng hangin hanggang sa pag-uugali ng mga halaman at mikroorganismo, ang pag-unawa sa ating natural na mundo at sa iba pang mga naninirahan dito ay mahalaga sa ating sariling kaligtasan. Habang patuloy na nagbabago ang klima, ang pag-aaral sa kapaligiran at sa magkakaibang anyo ng buhay nito ay lalong magiging mahalaga.
Sa Oktubre 2023, ang Advanced Photon Source (APS), isang pasilidad ng gumagamit sa loob ng Office of Science sa Argonne National Laboratory ng US Department of Energy (DOE), ay opisyal na maglulunsad ng isang bagong programa upang palawakin ang mga kakayahan sa pananaliksik at pagsusuri sa biyolohikal at pangkapaligiran sa mga nangungunang laboratoryo sa mundo. Larangan ng X-ray. Isang kumpanyang tinatawag na eBERlight ang kamakailang nakatanggap ng pag-apruba mula sa programang Biological and Environmental Research (BER) ng US Department of Energy. Ang layunin ay ikonekta ang mga mananaliksik na nagsasagawa ng mga eksperimento sa misyon ng BER sa mga nangungunang mapagkukunan ng agham ng X-ray ng APS sa mundo. Sa pamamagitan ng pagpapalawak ng access sa magkakaibang kakayahan ng APS, umaasa ang mga palaisip ng eBERlight na makatuklas ng mga bagong pamamaraang siyentipiko at makaakit ng mga bagong interdisciplinary team ng mga mananaliksik upang galugarin ang mga bagong pananaw sa mundong ating ginagalawan.
"Ito ay isang pagkakataon upang lumikha ng isang bagong bagay na hindi pa umiiral sa APS dati," sabi ng protein crystallogist ng Argonne National Laboratory na si Caroline Michalska, na nangunguna sa gawain sa 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，并且由于该计且由于该计”専，更多"Pinalalawak namin ang akses upang paganahin ang mas maraming pananaliksik sa biyolohikal at pangkapaligiran, at dahil bago pa lamang ang programa, tinutulungan kami ng mga siyentipikong gagamit ng pasilidad na paunlarin ito."
Mula nang itatag ito noong dekada 1990, ang APS ay nangunguna sa larangan ng "macromolecular crystallography" sa pananaliksik sa biyolohiya. Ginagamit ng mga siyentipiko ang teknolohiyang ito upang matuto nang higit pa tungkol sa mga nakakahawang sakit at mga virus upang ilatag ang pundasyon para sa mga bakuna at paggamot. Nilalayon ngayon ng APS na palawakin ang tagumpay nito sa iba pang mga larangan ng buhay at agham pangkapaligiran.
Isang problema sa pagpapalawak na ito ay maraming siyentipiko sa biyolohiya at kapaligiran ang walang kamalayan sa mga kakayahan ng APS na tulungan silang isulong ang kanilang pananaliksik at hindi pamilyar sa proseso ng paggawa ng maliwanag na X-ray ng isang bagay. Gayundin, maraming siyentipiko ang hindi alam kung alin sa maraming istasyon ng eksperimento ng APS, na tinatawag na beamlines, ang pinakamahusay na pagpipilian para sa kanilang mga eksperimento, dahil ang bawat istasyon ay na-optimize para sa isang partikular na agham at teknolohiya.
Sinabi ni Michalska na dito pumapasok ang paggamit ng eBERlight. Inilarawan niya ito bilang isang virtual ecosystem na idinisenyo upang ikonekta ang mga siyentipiko sa mga tamang teknolohiya sa tamang landas ng APS. Maghaharap ang mga mananaliksik ng mga panukala sa mga kawani ng eBERlight na tutulong sa pag-ayon ng disenyo ng eksperimento sa tamang channel upang maisagawa ang iminungkahing pag-aaral. Sinabi niya na ang pagkakaiba-iba ng mga kakayahan ng APS ay nangangahulugan na ang eBERlight ay maaaring magkaroon ng epekto sa maraming larangan ng biology at agham pangkapaligiran.
"Tinitingnan namin kung ano ang pinag-aaralan ng mga mananaliksik ng BER at kung paano namin madaragdagan ang pananaliksik na iyon," aniya. 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。"Ang ilan sa mga mananaliksik na ito ay hindi pa gumamit ng synchrotron tulad ng APS."Natututunan nila kung anong mga kagamitan ang magagamit at kung anong mga siyentipikong tanong ang maaaring matugunan sa APS na hindi magagawa sa ibang lugar.
“Ito ay isang pagkakataon upang bumuo ng isang bagong bagay na hindi pa umiiral sa APS noon. Pinalalawak namin ang saklaw ng pananaliksik sa biyolohikal at pangkapaligiran, at dahil ito ay bagong pananaliksik, ang mga siyentipiko na gagamit ng pasilidad ay tumutulong sa amin na paunlarin ang proyekto.” — Caroline Michalska, Argonne National Laboratory
Tungkol naman sa partikular na agham na itataguyod ng eBERlight, sinabi ni Michalska na isasama rito ang lahat mula sa pananaliksik sa lupa hanggang sa pagpapatubo ng mga halaman, pagbuo ng ulap at mga biofuel. Idinagdag ni Stefan Vogt, deputy director ng APS X-ray Science Division, ang siklo ng tubig sa listahan, na binanggit na ang impormasyong ito ay mahalaga upang mas maunawaan ang nagbabagong mga kondisyon ng klima.
"Pinag-aaralan namin ang mga tanong na may kaugnayan sa agham ng klima, at kailangan naming patuloy na pag-aralan ang mga ito," sabi ni 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。”"Kailangan nating maunawaan kung paano labanan ang malalalim na epekto sa ekolohiya ng pagbabago ng klima."
Bagama't opisyal na inilunsad ang eBERlight noong Oktubre, ang APS ay mananatiling nasa isang taong pahinga bilang bahagi ng isang komprehensibong pagpapahusay ng pasilidad. Sa panahong ito, ang pangkat ay magsisikap na magsaliksik at bumuo ng isang biological at environmental sampling system, bumuo ng mga database, at magsagawa ng outreach para sa programa.
Kapag muling nailunsad ang APS sa 2024, ang mga kakayahan nito ay lubos na mapapalawak. Ang pangkat ng eBERlight ay papasok sa mga pangmatagalang kasunduan sa 13 channel ng APS na kumakatawan sa malawak na hanay ng mga teknolohiya. Ang mga siyentipikong nagtatrabaho sa pamamagitan ng eBERlight ay magkakaroon din ng access sa mga mapagkukunan ng Argonne, tulad ng Argonne Computing Facility, kung saan matatagpuan ang mga supercomputer ng DOE Office of Science Office of Science at mga supercomputer sa laboratoryo, at ang Center for Advanced Protein Characterization, kung saan ang mga protina ay kikristalisado at inihahanda para sa pagsusuri.
Habang umuunlad ang programa, gagamitin nito ang mga koneksyon sa iba pang pasilidad ng mga gumagamit ng DOE Office of Science, tulad ng Environmental Molecular Sciences Laboratory ng Pacific Northwest National Laboratory at ang Joint Genome Institute sa Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Kailangan ng isang nayon upang mapalaki ang isang bata, ngunit kailangan ng isang mas malaking nayon upang malutas ang isang problemang siyentipiko," sabi ng pisiko ng Argonne na si Zou Finfrock, isang miyembro ng pangkat ng 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、地球和玑境碻廟的称碻统的私 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、地球和玑境碻廟的称碻统的私"Gustung-gusto ko ang maraming aspeto ng eBERlight habang sinisikap nitong lumikha ng isang pinagsamang plataporma na nagsusulong ng siyentipikong pananaliksik sa mga sistemang biyolohikal, terrestrial, at ekolohikal."Parang simple lang, pero napakalaki ng saklaw at potensyal na epekto nito."
Ang ideya para sa eBERlight ay matagal nang pinag-iisipan, ayon kay Ken Kemner, isang senior physicist at group leader sa Argonne National Laboratory. Si Kemner ay nagtrabaho sa APS sa loob ng 27 taon ng laboratoryo, kung saan karamihan ay ginugol niya sa pagkonekta sa mga mananaliksik sa kapaligiran sa mga mapagkukunan ng institusyon. Ngayon, ipagpapatuloy ng eBERlight ang gawaing ito sa mas malaking saklaw, aniya. Inaasahan niya ang makita kung anong mga bagong tagumpay ang magagawa sa pamamagitan ng pananaliksik sa mga greenhouse gas, mga ecosystem ng wetland, at ang mga interaksyon ng mga halaman at mikroorganismo sa lupa at sediment.
Ang susi sa tagumpay ng eBERlight, ayon kay Kemner, ay ang pagsasanay ng mga siyentipiko ng synchrotron, pati na rin ang mga siyentipiko sa biyolohiya at kapaligiran.
“Kailangan mong sanayin ang mga radiologist upang mas maunawaan ang mga problema sa agham pangkapaligiran at iakma ang teknolohiya upang mas mahusay na malutas ang mga problema sa pananaliksik sa kapaligiran,” aniya. 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。"Kailangan mo ring turuan ang mga siyentipiko sa kapaligiran tungkol sa kung gaano kahusay ang mga pinagmumulan ng liwanag sa paglutas ng mga problemang ito."Ginagawa ito upang mabawasan ang mga hadlang sa pag-akit sa kanila."
Sinabi ni Laurent Chapon, pangalawang direktor ng Photon Science Laboratory at direktor ng APS, na ang bagong plano ay nangangahulugan ng demokrasya sa pag-access sa APS at sa mga kakayahan nito.
"Ang planong ito ay nagpapadala ng mahalagang mensahe na ang APS ay isang kritikal na mapagkukunan para sa bansa, na may kakayahang bumuo ng mga programang makakatulong sa paglutas ng mga apurahang problema, sa kasong ito ay mga problemang pangkapaligiran at biyolohikal," sabi ni 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。"Magbibigay ang eBERlight ng komprehensibong solusyon para sa mga siyentipikong naghahangad na lutasin ang mga problema sa agham ng buhay na may praktikal na kaugnayan."
“Umaasa ako na anuman ang malalaking hamong kaharapin ng mga siyentipiko, matutulungan sila ng APS,” aniya. 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。”"Ang mga isyung ito ay nakakaapekto sa ating lahat."
Ang Argonne Leadership Computing Facility ay nagbibigay sa komunidad ng siyentipiko at inhinyeriya ng mga kakayahan sa supercomputing upang isulong ang pangunahing pagtuklas at pag-unawa sa malawak na hanay ng mga disiplina. Sinusuportahan ng programang Advanced Scientific Computing Research (ASCR) ng US Department of Energy (DOE), ang ALCF ay isa sa dalawang nangungunang sentro ng computing ng DOE na nakatuon sa open science.
Ang Advanced Photon Source (APS) ng US Department of Energy Office of Science sa Argonne National Laboratory ay isa sa mga pinakaproduktibong pinagmumulan ng X-ray sa mundo. Ang APS ay nagbibigay ng mga high-brightness X-ray sa magkakaibang grupo ng mga mananaliksik sa materials science, chemistry, condensed matter physics, life and environmental sciences, at applied research. Ang mga X-ray na ito ay mainam para sa pag-aaral ng mga materyales at biological structures; distribution ng mga elemento; chemical, magnetic at electronic states; pati na rin ang iba't ibang teknolohikal na mahahalagang engineering system, mula sa mga baterya hanggang sa injection nozzles, na mahalaga sa pang-ekonomiya, teknolohikal, at pang-ekonomiyang pag-unlad ng ating bansa. at Ang batayan ng materyal na kagalingan. Bawat taon, mahigit sa 5,000 mananaliksik ang gumagamit ng APS upang makagawa ng mahigit sa 2,000 publikasyon, na nagdedetalye ng mahahalagang tuklas at lumulutas ng mas mahahalagang biological protein structures kaysa sa sinumang ibang gumagamit ng mga pasilidad sa pananaliksik ng X-ray. Ang mga makabagong teknolohiya ng mga siyentipiko at inhinyero ng APS ang siyang batayan ng pag-unlad ng mga accelerator at light source. Kabilang dito ang mga input device na gumagawa ng napakaliwanag na X-ray na pinahahalagahan ng mga mananaliksik, mga lente na nagpo-focus ng mga X-ray hanggang sa ilang nanometer, mga instrumentong nagpapalaki sa interaksyon ng mga X-ray sa sample na pinag-aaralan, at mga device na nangongolekta at nagbubuo ng X-ray software. Namamahala ng malalaking volume ng data mula sa mga pag-aaral ng APS.
Gumamit ang pananaliksik na ito ng mga mapagkukunan mula sa Advanced Photon Source, isang pasilidad ng gumagamit ng DOE Office of Science na pinamamahalaan ng Argonne National Laboratory ng DOE Office of Science sa ilalim ng Contract No. DE-AC02-06CH11357.
Ang Argonne National Laboratory ay nakatuon sa paglutas ng mga apurahang problema sa agham at teknolohiya sa bansa. Ang Argonne National Laboratory, ang unang pambansang laboratoryo sa Estados Unidos, ay nagsasagawa ng makabagong pangunahin at inilapat na pananaliksik sa agham sa halos bawat disiplina ng agham. Ang mga mananaliksik ng Argonne National Laboratory ay malapit na nakikipagtulungan sa mga mananaliksik mula sa daan-daang kumpanya, unibersidad, at mga ahensya ng pederal, estado, at munisipalidad upang matulungan silang malutas ang mga partikular na problema, isulong ang pamumuno sa agham ng US, at bumuo ng mas magandang kinabukasan para sa bansa. Ang Argonne ay may mga empleyado ng mahigit 60 nasyonalidad at pinamamahalaan ng Argonne LLC sa Chicago, bahagi ng Tanggapan ng Agham ng Kagawaran ng Enerhiya ng US.
Ang Tanggapan ng Agham ng Kagawaran ng Enerhiya ng Estados Unidos ang pinakamalaking tagapondo ng pananaliksik sa agham pisikal sa Estados Unidos at nagsusumikap na tugunan ang ilan sa mga pinakamabigat na hamon sa ating panahon. Para sa karagdagang impormasyon, bisitahin ang https://energygy.gov/science.
Oras ng pag-post: Nob-06-2023