La Terra è un ecosistema complesso e il nostro posto al suo interno dipende da molti fattori diversi.Dalla salute del suolo alla qualità dell’aria fino al comportamento di piante e microrganismi, comprendere il nostro mondo naturale e i suoi altri abitanti è fondamentale per la nostra sopravvivenza.Poiché il clima continua a cambiare, lo studio dell’ambiente e delle sue diverse forme di vita diventerà sempre più importante.
Nell'ottobre 2023, l'Advanced Photon Source (APS), una struttura utente all'interno dell'Office of Science presso l'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), lancerà ufficialmente un nuovo programma per espandere le capacità di ricerca e analisi biologica e ambientale presso l'Argonne National Laboratory del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE). laboratori più importanti del mondo.Campo dei raggi X.Una società chiamata eBERlight ha recentemente ricevuto l'approvazione dal programma BER (Biological and Environmental Research) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.L'obiettivo è quello di collegare i ricercatori che conducono esperimenti sulla missione BER con le risorse scientifiche sui raggi X leader a livello mondiale di APS.Ampliando l'accesso alle diverse capacità di APS, gli ideatori di eBERlight sperano di scoprire nuovi metodi scientifici e attrarre nuovi team interdisciplinari di ricercatori per esplorare nuove prospettive sul mondo in cui viviamo.
"Questa è un'opportunità per creare qualcosa di nuovo che non è mai esistito prima in APS", ha affermato Caroline Michalska, cristallista delle proteine dell'Argonne National Laboratory, che sta guidando il lavoro su 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。” "“Stiamo ampliando l’accesso per consentire più ricerche biologiche e ambientali e, poiché il programma è così nuovo, gli scienziati che utilizzeranno la struttura ci stanno aiutando a svilupparlo”.
Fin dalla sua fondazione negli anni ’90, APS è stata leader nel campo della “cristallografia macromolecolare” nella ricerca biologica.Gli scienziati stanno utilizzando questa tecnologia per saperne di più sulle malattie infettive e sui virus per gettare le basi per vaccini e trattamenti.APS mira ora ad estendere il suo successo ad altri settori della vita e delle scienze ambientali.
Un problema con questa espansione è che molti scienziati biologici e ambientali non sono consapevoli delle capacità dell'APS di aiutarli a far avanzare la loro ricerca e non hanno familiarità con il processo di produzione dei raggi X luminosi di un oggetto.Allo stesso modo, molti scienziati non sanno quale delle tante stazioni sperimentali APS, chiamate beamline, sia la scelta migliore per i loro esperimenti, poiché ciascuna stazione è ottimizzata per una specifica scienza e tecnologia.
Secondo Michalska, è qui che entra in gioco eBERlight.Lo ha descritto come un ecosistema virtuale progettato per connettere gli scienziati con le giuste tecnologie sul giusto percorso APS.I ricercatori presenteranno proposte allo staff di eBERlight che aiuterà ad allineare il disegno sperimentale con il canale corretto per condurre lo studio proposto.Ha affermato che la diversità delle capacità di APS significa che eBERlight potrebbe avere un impatto in molteplici aree della biologia e delle scienze ambientali.
"Stiamo esaminando ciò che stanno studiando i ricercatori BER e come possiamo integrare tale ricerca", ha affermato. 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.“Alcuni di questi ricercatori non hanno mai utilizzato un sincrotrone come l’APS.Imparano quali strumenti sono disponibili e quali questioni scientifiche possono essere affrontate presso l'APS che non possono essere affrontate altrove."
“Questa è un'opportunità per costruire qualcosa di nuovo che prima non esisteva in APS.Stiamo ampliando la portata della ricerca biologica e ambientale e, poiché si tratta di una nuova ricerca, gli scienziati che utilizzeranno la struttura ci stanno aiutando a sviluppare il progetto.— Caroline Michalska, Laboratorio nazionale dell'Argonne
Per quanto riguarda la scienza specifica che eBERlight promuoverà, Michalska ha affermato che includerà tutto, dalla ricerca sul suolo alla coltivazione delle piante, alla formazione delle nuvole e ai biocarburanti.Stefan Vogt, vicedirettore della Divisione scientifica a raggi X dell'APS, ha aggiunto all'elenco il ciclo dell'acqua, sottolineando che questa informazione è fondamentale per comprendere meglio le mutevoli condizioni climatiche.
“Stiamo studiando le questioni legate alla scienza del clima e dobbiamo continuare a studiarle”, ha detto 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。"“Dobbiamo capire come combattere le profonde conseguenze ecologiche del cambiamento climatico”.
Sebbene eBERlight sia stato lanciato ufficialmente in ottobre, APS rimarrà in pausa per un anno come parte di un aggiornamento completo della struttura.Durante questo periodo, il team lavorerà per ricercare e sviluppare un sistema di campionamento biologico e ambientale, sviluppare database e condurre attività di sensibilizzazione per il programma.
Quando APS tornerà online nel 2024, le sue capacità saranno notevolmente ampliate.Il team eBERlight stipulerà accordi a lungo termine con 13 canali APS che rappresentano un'ampia gamma di tecnologie.Gli scienziati che lavorano tramite eBERlight avranno anche accesso alle risorse Argonne, come l'Argonne Computing Facility, dove si trovano i supercomputer e i supercomputer di laboratorio del DOE Office of Science, e il Center for Advanced Protein Characterization, dove le proteine vengono cristallizzate e preparate per analisi.
Man mano che il programma si evolve, sfrutterà le connessioni con altre strutture utente del DOE Office of Science, come il Laboratorio di scienze molecolari ambientali del Pacific Northwest National Laboratory e il Joint Genome Institute presso il Lawrence Berkeley National Laboratory.
"Ci vuole un villaggio per crescere un bambino, ma ci vuole un villaggio ancora più grande per risolvere un problema scientifico", ha detto il fisico di Argonne Zou Finfrock, membro del team 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.“Adoro la natura sfaccettata di eBERlight poiché si sforza di creare una piattaforma integrata che faccia avanzare la ricerca scientifica sui sistemi biologici, terrestri ed ecologici.Sembra semplice, ma la portata e l’impatto potenziale sono enormi."
L'idea di eBERlight è in lavorazione da anni, secondo Ken Kemner, fisico senior e leader del gruppo presso l'Argonne National Laboratory.Kemner ha lavorato presso l'APS per 27 anni di attività del laboratorio, gran parte dei quali trascorsi collegando i ricercatori ambientali alle risorse dell'istituzione.Ora eBERlight continuerà questo lavoro su scala più ampia, ha affermato.Non vede l'ora di vedere quali nuove scoperte verranno fatte attraverso la ricerca sui gas serra, sugli ecosistemi delle zone umide e sulle interazioni di piante e microrganismi con il suolo e i sedimenti.
La chiave del successo di eBERlight, secondo Kemner, è la formazione degli scienziati del sincrotrone, nonché degli scienziati biologici e ambientali.
“Bisogna formare i radiologi per comprendere meglio i problemi della scienza ambientale e adattare la tecnologia per risolvere meglio i problemi della ricerca ambientale”, ha affermato. 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.“È inoltre necessario educare gli scienziati ambientali su quanto siano efficaci le fonti di luce nel risolvere questi problemi.Questo viene fatto al fine di ridurre le barriere che impediscono di attirarli."
Laurent Chapon, vicedirettore del Photon Science Laboratory e direttore dell'APS, ha affermato che il nuovo piano significa democratizzare l'accesso all'APS e alle sue capacità.
"Questo piano invia un messaggio importante: l'APS è una risorsa fondamentale per la nazione, in grado di sviluppare programmi che aiutano a risolvere problemi urgenti, in questo caso problemi ambientali e biologici", ha affermato 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 fornirà una soluzione completa agli scienziati che cercano di risolvere problemi di rilevanza pratica nel campo delle scienze della vita”.
"Spero che, indipendentemente dalle grandi sfide che gli scienziati devono affrontare, l'APS possa aiutarli", ha affermato. 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。"“Questi problemi riguardano tutti noi”.
L'Argonne Leadership Computing Facility fornisce alla comunità scientifica e ingegneristica capacità di supercalcolo per promuovere la scoperta e la comprensione fondamentale in un'ampia gamma di discipline.Supportato dal programma ASCR (Advanced Scientific Computing Research) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), ALCF è uno dei due principali centri informatici del DOE dedicati alla scienza aperta.
L'Advanced Photon Source (APS) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti presso l'Argonne National Laboratory è una delle fonti di raggi X più produttive al mondo.APS fornisce raggi X ad alta luminosità a un gruppo eterogeneo di ricercatori nel campo della scienza dei materiali, della chimica, della fisica della materia condensata, delle scienze della vita e dell'ambiente e della ricerca applicata.Questi raggi X sono ideali per studiare materiali e strutture biologiche;distribuzione degli elementi;stati chimici, magnetici ed elettronici;nonché una serie di sistemi ingegneristici tecnologicamente importanti, dalle batterie agli ugelli di iniezione, fondamentali per lo sviluppo economico, tecnologico ed economico del nostro Paese.e La base del benessere materiale.Ogni anno, più di 5.000 ricercatori utilizzano APS per produrre più di 2.000 pubblicazioni, descrivendo in dettaglio importanti scoperte e risolvendo strutture proteiche biologiche più importanti di qualsiasi altro utente di strutture di ricerca sui raggi X.Le tecnologie innovative degli scienziati e degli ingegneri APS sono alla base dello sviluppo di acceleratori e sorgenti luminose.Questi includono dispositivi di input che producono raggi X estremamente luminosi apprezzati dai ricercatori, lenti che focalizzano i raggi X fino a pochi nanometri, strumenti che massimizzano l'interazione dei raggi X con il campione in studio e dispositivi che raccolgono e assemblano X -ray.Gestisci grandi volumi di dati provenienti da studi APS.
Questa ricerca ha utilizzato le risorse dell'Advanced Photon Source, una struttura utente del DOE Office of Science gestita dall'Argonne National Laboratory del DOE Office of Science con il contratto n. DE-AC02-06CH11357.
L'Argonne National Laboratory è impegnato a risolvere urgenti problemi scientifici e tecnologici a livello nazionale.L'Argonne National Laboratory, il primo laboratorio nazionale negli Stati Uniti, conduce ricerca scientifica di base e applicata all'avanguardia praticamente in ogni disciplina scientifica.I ricercatori dell'Argonne National Laboratory lavorano a stretto contatto con ricercatori di centinaia di aziende, università e agenzie federali, statali e municipali per aiutarli a risolvere problemi specifici, promuovere la leadership scientifica degli Stati Uniti e costruire un futuro migliore per la nazione.Argonne ha dipendenti di oltre 60 nazionalità ed è gestita da Argonne LLC a Chicago, parte dell'Ufficio scientifico del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti.
L'Office of Science del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è il maggiore finanziatore della ricerca scientifica fisica negli Stati Uniti e sta lavorando per affrontare alcune delle sfide più urgenti del nostro tempo.Per ulteriori informazioni, visitare https://energygy.gov/science.
Orario di pubblicazione: 06-nov-2023