A Terra é um ecossistema complexo, e nosso lugar nele depende de muitos fatores diferentes. Da saúde do solo à qualidade do ar ao comportamento de plantas e microorganismos, entender nosso mundo natural e outros habitantes é fundamental para a nossa própria sobrevivência. À medida que o clima continua a mudar, o estudo do meio ambiente e suas diversas formas de vida se tornarão mais importantes.
Em outubro de 2023, a Advanced Photon Source (APS), uma instalação de usuário no Escritório de Ciências do Laboratório Nacional de Argonne do Departamento de Energia dos EUA (DOE), lançará oficialmente um novo programa para expandir as capacidades de pesquisa e análise biológicas e ambientais no The the Os principais laboratórios do mundo. Campo de raios-X. Uma empresa chamada Eberlight recebeu recentemente a aprovação do Programa de Pesquisa Biológica e Ambiental do Departamento de Energia dos EUA (BER). O objetivo é conectar pesquisadores que conduzem experimentos na missão BER com os recursos científicos de raios X da APS. Ao expandir o acesso às diversas capacidades da APS, os pensadores da Eberlight esperam descobrir novos métodos científicos e atrair novas equipes interdisciplinares de pesquisadores para explorar novas perspectivas sobre o mundo em que vivemos.
"Esta é uma oportunidade de criar algo novo que não existiu na APS antes", disse Caroline Michalska, cristalogista do Laboratório Nacional de Argonne, que está liderando o trabalho em Eberlight. `� <“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。” `� <“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”"Estamos expandindo o acesso para permitir mais pesquisas biológicas e ambientais e, como o programa é tão novo, os cientistas que usarão a instalação estão nos ajudando a desenvolvê -lo".
Desde a sua fundação na década de 1990, a APS tem sido líder no campo da "cristalografia macromolecular" na pesquisa biológica. Os cientistas estão usando essa tecnologia para aprender mais sobre doenças e vírus infecciosos para estabelecer as bases para vacinas e tratamentos. A APS agora visa ampliar seu sucesso a outras áreas da vida e da ciência ambiental.
Um problema com essa expansão é que muitos cientistas biológicos e ambientais desconhecem as capacidades dos APs para ajudá-los a avançar sua pesquisa e não estão familiarizados com o processo de produção de raios-X brilhantes de um objeto. Da mesma forma, muitos cientistas não sabem quais das muitas estações experimentais da APS, chamadas de belas, é a melhor escolha para seus experimentos, uma vez que cada estação é otimizada para uma ciência e tecnologia específicas.
Michalska disse que é aqui que Eberlight entra em jogo. Ela o descreveu como um ecossistema virtual projetado para conectar os cientistas às tecnologias corretas no caminho da APS direita. Os pesquisadores apresentarão propostas para a equipe do Eberlight que ajudará a alinhar o projeto experimental com o canal correto para conduzir o estudo proposto. Ela disse que a diversidade das capacidades da APS significava que a Eberlight poderia ter um impacto em várias áreas de biologia e ciência ambiental.
"Estamos analisando o que os pesquisadores da BER estão estudando e como podemos complementar essa pesquisa", disse ela. `� <“其中一些研究人员从未使用过 APS 等同步加速器。 `� <“其中一些研究人员从未使用过 APS 等同步加速器。“Alguns desses pesquisadores nunca usaram um síncrotron como o APS.Eles aprendem quais ferramentas estão disponíveis e quais perguntas científicas podem ser abordadas em APs que não podem ser feitos em outro lugar. ”
“Esta é uma oportunidade de construir algo novo que não existiu no APS antes. Estamos expandindo o escopo da pesquisa biológica e ambiental e, como essa é uma nova pesquisa, os cientistas que usarão a instalação estão nos ajudando a desenvolver o projeto. - Caroline Michalska, Laboratório Nacional de Argonne
Quanto à ciência específica que a Eberlight promoverá, Michalska disse que incluirá tudo, desde pesquisas de solo até plantas em crescimento, formação de nuvens e biocombustíveis. Stefan Vogt, vice-diretor da Divisão de Ciências dos Raios X APS, acrescentou o ciclo da água à lista, observando que essas informações são fundamentais para entender melhor a mudança das condições climáticas.
"Estamos estudando perguntas relacionadas à ciência climática e precisamos continuar estudando -as", disse Vogt. "<" 我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。 " "<" 我们需要了解如何应对气候变化对环境的深远影响。 ""Precisamos entender como combater as profundas conseqüências ecológicas das mudanças climáticas".
Enquanto o Eberlight foi lançado oficialmente em outubro, a APS permanecerá em um hiato de um ano como parte de uma atualização abrangente de instalações. Durante esse período, a equipe trabalhará para pesquisar e desenvolver um sistema de amostragem biológica e ambiental, desenvolver bancos de dados e realizar alcance para o programa.
Quando o APS estiver on -line novamente em 2024, seus recursos serão significativamente expandidos. A equipe do Eberlight celebrará acordos de longo prazo com 13 canais APS representando uma ampla gama de tecnologias. Os cientistas que trabalham no Eberlight também terão acesso a recursos de Argonne, como a instalação de computação de Argonne, onde estão localizados o Escritório de Supercomputadores do Escritório de Ciências do DOE e os supercomputadores de laboratório, e o Centro de Caracterização Avançada de Proteínas, onde as proteínas são cristalizadas e preparadas para análise.
À medida que o programa evolui, alavancará as conexões com outras instalações de usuários do Escritório de Ciências do DOE, como o Laboratório Molecular de Ciências Moleculares do Laboratório Nacional do Noroeste do Pacífico e o Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley.
"É preciso uma vila para criar um filho, mas é preciso uma vila ainda maior para resolver um problema científico", disse o físico de Argonne, Zou Finfrock, membro da equipe da Eberlight. `� <“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。 `� <“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。“Adoro a natureza multifacetada do Eberlight, pois se esforça para criar uma plataforma integrada que promova a pesquisa científica em sistemas biológicos, terrestres e ecológicos.Parece simples, mas a escala e o impacto potencial são enormes. ”
A idéia do Eberlight está em construção, de acordo com Ken Kemner, físico sênior e líder de grupo do Laboratório Nacional de Argonne. Kemner trabalhou na APS para os 27 anos do laboratório, muito dos quais passou conectando pesquisadores ambientais aos recursos da instituição. Agora, a Eberlight continuará este trabalho em uma escala maior, disse ele. Ele espera ver quais novos avanços serão feitos através de pesquisas sobre gases de efeito estufa, ecossistemas de zonas úmidas e interações de plantas e microorganismos com solo e sedimentos.
A chave para o sucesso de Eberlight, segundo Kemner, é o treinamento dos cientistas do Síncrotron, bem como os cientistas biológicos e ambientais.
"Você precisa treinar radiologistas para entender melhor os problemas da ciência ambiental e adaptar a tecnologia para resolver melhor os problemas de pesquisa ambiental", disse ele. 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。“Você também precisa educar os cientistas ambientais sobre como são boas fontes de luz em resolver esses problemas.Isso é feito para reduzir as barreiras para atraí -las. ”
Laurent Chapon, vice -diretora do Laboratório de Ciências dos Fótons e Diretor da APS, disse que o novo plano significa democratizar o acesso à APS e suas capacidades.
"Este plano envia uma mensagem importante de que o APS é um recurso crítico para a nação, capaz de desenvolver programas que ajudam a resolver problemas prementes, neste caso, problemas ambientais e biológicos", disse 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。”"O Eberlight fornecerá uma solução abrangente para os cientistas que buscam resolver problemas de ciências da vida de relevância prática."
"Espero que, independentemente dos grandes desafios que os cientistas enfrentam, os APs possam ajudá -los", disse ela. "<" 这些挑战影响着我们每个人。 " "<" 这些挑战影响着我们每个人。 ""Essas questões afetam todos nós."
A instalação de computação de liderança de Argonne fornece à comunidade científica e de engenharia recursos de supercomputação para promover a descoberta e a compreensão fundamentais em uma ampla gama de disciplinas. Apoiado pelo Programa Avançado de Pesquisa de Computação Científica (ASCR) do Departamento de Energia dos EUA (ASCR), o ALCF é um dos dois principais centros de computação de DOE dedicados à abertura da ciência.
O Escritório de Energia dos EUA da Fonte Avançado de Fótons do Departamento de Energia no Laboratório Nacional de Argonne é uma das fontes de raios-X mais produtivas do mundo. A APS fornece raios-X de alta brilho a um grupo diversificado de pesquisadores em ciência de materiais, química, física da matéria condensada, vida e ciências ambientais e pesquisa aplicada. Esses raios X são ideais para estudar materiais e estruturas biológicas; distribuição de elementos; Estados químicos, magnéticos e eletrônicos; bem como uma variedade de sistemas de engenharia tecnologicamente importantes, de baterias a bocais de injeção, que são fundamentais para o desenvolvimento econômico, tecnológico e econômico de nossa nação. e a base do bem-estar material. A cada ano, mais de 5.000 pesquisadores usam APs para produzir mais de 2.000 publicações, detalhando descobertas importantes e resolvendo estruturas de proteínas biológicas mais importantes do que qualquer outro usuário de instalações de pesquisa de raios-X. As tecnologias inovadoras dos cientistas e engenheiros da APS estão subjacentes ao desenvolvimento de aceleradores e fontes de luz. Isso inclui dispositivos de entrada que produzem os raios X extremamente brilhantes valorizados pelos pesquisadores, lentes que concentram raios-X em alguns nanômetros, instrumentos que maximizam a interação de raios-X com a amostra em estudo e dispositivos que coletam e montam x -ray software. Gerencie grandes volumes de dados dos estudos da APS.
Esta pesquisa usou recursos da Advanced Photon Source, um escritório de usuários do Escritório de Ciências do DOE gerenciado pelo Laboratório Nacional de Argonne do Escritório de Ciência do DOE, sob o contrato nº de-AC02-06CH11357.
O Laboratório Nacional de Argonne está comprometido em resolver problemas de ciência e tecnologia nacionais prementes. O Laboratório Nacional de Argonne, o primeiro laboratório nacional nos Estados Unidos, realiza pesquisas científicas básicas e aplicadas de ponta em praticamente todas as disciplinas científicas. Os pesquisadores do Laboratório Nacional de Argonne trabalham em estreita colaboração com pesquisadores de centenas de empresas, universidades e agências federais, estaduais e municipais para ajudá -los a resolver problemas específicos, promover a liderança científica dos EUA e construir um futuro melhor para a nação. Argonne tem funcionários de mais de 60 nacionalidades e é gerenciada pela Argonne LLC em Chicago, parte do Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA.
O Escritório de Ciência do Departamento de Energia dos EUA é o maior financiador de pesquisa em ciências físicas nos Estados Unidos e está trabalhando para enfrentar alguns dos desafios mais prementes do nosso tempo. Para mais informações, visite https: // Energy Gy .gov/Science.
Hora de postagem: Nov-06-2023