מקור פוטון מתקדם בארגונה מאיצים מחקר ביולוגי וסביבתי

כדור הארץ הוא מערכת אקולוגית מורכבת, והמקום שלנו בה תלוי בגורמים רבים ושונים. מבריאות קרקע לאיכות אוויר להתנהגות של צמחים ומיקרואורגניזמים, הבנת עולמנו הטבעי ותושביו האחרים היא קריטית להישרדותנו שלנו. ככל שהאקלים ממשיך להשתנות, לימוד הסביבה וצורות החיים המגוונות שלו רק יהפכו חשובות יותר.
באוקטובר 2023, ישיק רשמית תוכנית חדשה להרחבת יכולות המחקר והסביבה ביולוגיות וניתוח ביולוגיות (APS), מתקן משתמש במשרד המדע במעבדה הלאומית של אנרגיה בארה"ב (DOE). מעבדות מובילות בעולם. שדה רנטגן. חברה בשם Eberlight קיבלה לאחרונה אישור מתוכנית המחקר הביולוגי והסביבתי של משרד האנרגיה האמריקני (BER). המטרה היא לחבר בין חוקרים המנהלים ניסויים במשימת BER עם משאבי המדע המובילים בעולם המובילים בעולם. על ידי הרחבת הגישה ליכולות המגוונות של APS, תינות Eberlight מקווים לגלות שיטות מדעיות חדשות ולמשוך צוותים בינתחומיים חדשים של חוקרים לחקור נקודות מבט חדשות על העולם בו אנו חיים.
"זו הזדמנות ליצור משהו חדש שלא היה קיים ב- APS לפני כן", אמרה קריסטלוגית המעבדה הלאומית של ארגון, קרוליין מיכל, שמובילה את העבודה על אברלייט. 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""אנו מרחיבים את הגישה כדי לאפשר מחקר ביולוגי וסביבתי יותר, ומכיוון שהתוכנית כל כך חדשה, המדענים שישתמשו במתקן עוזרים לנו לפתח אותה."
מאז הקמתה בשנות התשעים, APS הייתה מובילה בתחום "קריסטלוגרפיה מקרומולקולרית" במחקר ביולוגי. מדענים משתמשים בטכנולוגיה זו כדי ללמוד יותר על מחלות זיהומיות וירוסים כדי להניח את הקרקע לחיסונים וטיפולים. APS שואף כעת להרחיב את הצלחתו לתחומים אחרים בחיים ומדעי הסביבה.
בעיה אחת בהרחבה זו היא שמדענים ביולוגיים וסביבתיים רבים אינם מודעים ליכולות של ה- APS כדי לעזור להם לקדם את המחקר שלהם ואינם מכירים את תהליך ייצור צילומי רנטגן בהירים של אובייקט. באופן דומה, מדענים רבים אינם יודעים אילו מתוך תחנות הניסוי הרבות של APS, הנקראות קווי Beamlines, היא הבחירה הטובה ביותר לניסויים שלהם, מכיוון שכל תחנה מותאמת למדע וטכנולוגיה ספציפיים.
מיכלסקה אמר שכאן נכנס אוברלייט. היא תיארה את זה כמערכת אקולוגית וירטואלית שנועדה לחבר בין מדענים לטכנולוגיות הנכונות בנתיב ה- APS הימני. החוקרים יציגו הצעות לצוות Eberlight שיעזרו ליישר את העיצוב הניסיוני עם הערוץ הנכון לביצוע המחקר המוצע. לדבריה, המגוון של יכולות ה- APS פירושו של- Eberlight יכול להשפיע על תחומים מרובים של ביולוגיה ומדעי הסביבה.
"אנו בוחנים את מה שחוקרי BER לומדים ואיך אנו יכולים להשלים את המחקר הזה," אמרה. 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。"חלק מהחוקרים הללו מעולם לא השתמשו בסינכרוטרון כמו APS.הם לומדים אילו כלים זמינים ואילו שאלות מדעיות ניתן לטפל ב- APS שלא ניתן לעשות במקום אחר. ”
"זו הזדמנות לבנות משהו חדש שלא היה קיים ב- APS בעבר. אנו מרחיבים את היקף המחקר הביולוגי והסביבתי, ומכיוון שמדובר במחקר חדש, המדענים שישתמשו במתקן עוזרים לנו לפתח את הפרויקט. - קרוליין מיכלסקה, המעבדה הלאומית של ארגון
באשר למדע הספציפי שיקדם Eberlight, מיכלסקה אמר כי הוא יכלול כל דבר, ממחקרי אדמה ועד צמחים גידולים, היווצרות ענן ודלקים ביולוגיים. סטפן ווגט, סגן מנהל מחלקת המדע הרנטגן של APS, הוסיף את מחזור המים לרשימה, וציין כי מידע זה הוא קריטי להבנה טובה יותר של שינוי תנאי האקלים.
"אנו לומדים שאלות הקשורות למדעי האקלים, ואנחנו צריכים להמשיך ללמוד אותן", אמר ווגט. 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。""עלינו להבין כיצד להילחם בתוצאות האקולוגיות העמוקות של שינויי אקלים."
בעוד ש- Eberlight הושק רשמית באוקטובר, APS תישאר על הפוגה בת שנה כחלק משדרוג מתקן מקיף. במהלך תקופה זו, הצוות יפעל לחקר ופיתוח מערכת דגימה ביולוגית וסביבתית, לפתח מסדי נתונים ולבצע היקף לתוכנית.
כאשר APS נכנס לרשת שוב בשנת 2024, יכולותיה יורחבו משמעותית. צוות Eberlight ייכנס להסכמים ארוכי טווח עם 13 ערוצי APS המייצגים מגוון רחב של טכנולוגיות. למדענים העובדים דרך Eberlight תהיה גישה גם למשאבי ארגונה, כמו מתקן המחשוב של ארגונה, שם ממוקמים משרד DOE למשרד המדע למדע מחשבי -על ומחשבי -על מעבדה, והמרכז לאפיון חלבון מתקדם, שם חלבונים מגובשים ומוכנים לכיוון אָנָלִיזָה.
עם התפתחות התוכנית, היא תמנף קשרים עם מתקני משתמשים אחרים של משרד המדע, כמו המעבדה במעבדה המולקולרית המולקולרית של המעבדה הלאומית של פסיפיק צפון -מערב, והמכון הגנום המשותף במעבדה הלאומית של לורנס ברקלי.
"דרוש כפר לגדל ילד, אבל דרוש כפר גדול עוד יותר כדי לפתור בעיה מדעית", אמר פיזיקאי הארגונה זו פינפרוק, חבר צוות אברלייט. 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。"אני אוהב את האופי הרב-פנים של Eberlight כשהוא שואף ליצור פלטפורמה משולבת המקדמת מחקר מדעי במערכות ביולוגיות, יבשתיות ואקולוגיות.זה נשמע פשוט, אבל ההיקף וההשפעה הפוטנציאלית הם עצומים. ”
הרעיון של Eberlight היה שנים בהתהוות, לדברי קן קמנר, פיזיקאי בכיר ומנהיג קבוצתי במעבדה הלאומית של ארגון. קמנר עבד ב- APS במשך 27 השנים של המעבדה, חלק גדול מהן בילה בחיבור חוקרים סביבתיים למשאבי המוסד. עכשיו Eberlight ימשיך בעבודה זו בקנה מידה גדול יותר, אמר. הוא מצפה לראות אילו פריצות דרך חדשות ייעשו באמצעות מחקר על גזי חממה, מערכות אקולוגיות יבשות ואינטראקציות של צמחים ומיקרואורגניזמים עם אדמה ומשקעים.
המפתח להצלחתו של אברלייט, לדברי קמנר, הוא הכשרת מדעני סינכרוטרון, כמו גם מדענים ביולוגיים וסביבתיים.
"אתה צריך להכשיר רדיולוגים כדי להבין טוב יותר בעיות במדעי הסביבה ולהתאים את הטכנולוגיה כדי לפתור טוב יותר בעיות במחקר סביבתי," אמר. 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。"אתה צריך גם לחנך מדענים סביבתיים לגבי כמה מקורות אור טובים בפתרון בעיות אלה.זה נעשה על מנת להפחית את המחסומים למשוך אותם. ”
לורן צ'אפלון, סגן מנהל המעבדה למדעי פוטון ומנהל APS, אמר כי התוכנית החדשה פירושה דמוקרטיזציה של גישה ל- APS ויכולותיה.
"תוכנית זו מעבירה הודעה חשובה כי APS הוא משאב קריטי עבור האומה, המסוגל לפתח תוכניות המסייעות בפתרון בעיות דחופות, במקרה זה בעיות סביבתיות וביולוגיות", אמר צ'אפון. 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案。" 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案。""Eberlight יספק פיתרון מקיף למדענים המבקשים לפתור בעיות מדעי החיים בעלות רלוונטיות מעשית."
"אני מקווה שלא משנה איזה אתגרים גדולים מתמודדים עם המדענים, APs יכולים לעזור להם," אמרה. 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。""סוגיות אלה משפיעות על כולנו."
מתקן מחשוב המנהיגות של ארגונה מספק לקהילה המדעית וההנדסה יכולות מחשבת -על לקידום גילוי והבנה מהותית במגוון רחב של תחומים. ALCF, הנתמך על ידי משרד האנרגיה האמריקני (DOE) (ASCR), ALCF הוא אחד משני מרכזי מחשוב DOE המובילים למדע פתוח.
מקור הפוטון המתקדם של משרד האנרגיה האמריקני למדע (APS) במעבדה הלאומית של ארגון הוא אחד ממקורות הרנטגן היצרניים ביותר בעולם. APS מספקת קרני רנטגן בהירות גבוהה לקבוצה מגוונת של חוקרים במדעי חומרים, כימיה, פיזיקה מרוכזת של חומר, חיים ומדעי הסביבה ומחקר יישומי. צילומי רנטגן אלה אידיאליים לחקר חומרים ומבנים ביולוגיים; חלוקת אלמנטים; מצבים כימיים, מגנטיים ואלקטרוניים; כמו גם מגוון של מערכות הנדסיות חשובות מבחינה טכנולוגית, החל מסוללות ועד חרירי הזרקה, שהם בסיסיים לפיתוח הכלכלי, הטכנולוגי והכלכלי של מדינתנו. ובסיס הרווחה החומרית. בכל שנה משתמשים יותר מ -5,000 חוקרים APs כדי לייצר יותר מ -2,000 פרסומים, המפרטים תגליות חשובות ופתרון מבני חלבון ביולוגיים חשובים יותר מכל משתמש אחר במתקני מחקר רנטגן. הטכנולוגיות החדשניות של מדעני ומהנדסי APS עומדים בבסיס פיתוח מאיצים ומקורות אור. אלה כוללים מכשירי קלט המייצרים את צילומי הרנטגן הבהירים ביותר המוערכים על ידי חוקרים, עדשות הממוקדות צילומי רנטגן עד כמה ננומטרים, מכשירים שממקסמים את האינטראקציה של צילומי רנטגן עם המדגם הנבדק, ומכשירים שאוספים ומרכיבים x -רוח תוכנה. נהל כמויות גדולות של נתונים ממחקרי APS.
מחקר זה השתמש במשאבים ממקור הפוטון המתקדם, מתקן למשתמש של משרד DOE למדע המנוהל על ידי המעבדה הלאומית של משרד ה- DOE למדעי הארגונה תחת חוזה מס 'DE-AC02-06CH11357.
המעבדה הלאומית של ארגון מחויבת לפתור בעיות מדעיות וטכנולוגיות דחופות. המעבדה הלאומית של ארגון, המעבדה הלאומית הראשונה בארצות הברית, מנהלת מחקר מדעי בסיסי ויישומי חדישים כמעט בכל תחום מדעי. חוקרי המעבדה הלאומיים של ארגון עובדים בשיתוף פעולה הדוק עם חוקרים ממאות חברות, אוניברסיטאות וסוכנויות פדרליות, מדינה ועירוניות כדי לעזור להם לפתור בעיות ספציפיות, לקדם את ההנהגה המדעית בארה"ב ולבנות עתיד טוב יותר עבור המדינה. לארגונינה עובדים של יותר מ -60 לאומים ומנוהל על ידי ארגון LLC בשיקגו, חלק ממשרד המדע של משרד האנרגיה האמריקני.
משרד המדע של משרד האנרגיה האמריקני הוא המממן הגדול ביותר של מחקר מדעי הפיזיקה בארצות הברית ופועל להתמודד עם כמה מהאתגרים הדוחקים ביותר בזמננו. למידע נוסף בקר בכתובת https: // Energy Gy .Gov/Science.