منبع فوتون پیشرفته آرگون ، تحقیقات بیولوژیکی و زیست محیطی را تسریع می کند

زمین یک اکوسیستم پیچیده است و جایگاه ما در آن به عوامل مختلفی بستگی دارد. از سلامت خاک گرفته تا کیفیت هوا گرفته تا رفتار گیاهان و میکروارگانیسم ها ، درک دنیای طبیعی ما و سایر ساکنان آن برای بقای خود ما بسیار مهم است. با تغییر آب و هوا ، مطالعه محیط زیست و اشکال متنوع زندگی آن فقط از اهمیت بیشتری برخوردار خواهد شد.
در اکتبر سال 2023 ، منبع پیشرفته فوتون (APS) ، یک مرکز کاربری در دفتر علوم در آزمایشگاه ملی وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) آرگون ، به طور رسمی برنامه جدیدی را برای گسترش قابلیت های تحقیقاتی و تجزیه و تحلیل بیولوژیکی و زیست محیطی در آن راه اندازی می کند. آزمایشگاه های پیشرو در جهان. زمینه اشعه ایکس. شرکتی به نام Eberlight اخیراً تأیید برنامه تحقیقات بیولوژیکی و محیط زیست وزارت انرژی ایالات متحده (BER) را دریافت کرده است. هدف این است که محققان انجام آزمایشات در مورد مأموریت BER با منابع علمی علوم اشعه ایکس APS را انجام دهیم. با گسترش دسترسی به توانایی های متنوع APS ، متفکران Eberlight امیدوارند که روشهای علمی جدید را کشف کنند و تیم های جدید بین رشته ای محققان را به خود جلب کنند تا دیدگاه های جدیدی را در مورد جهان که در آن زندگی می کنیم ، کشف کنند.
کارولین میشالسکا ، کریستالوگیست آزمایشگاه ملی آرگون ، که پیشرو در کار Eberlight است ، گفت: "این فرصتی برای ایجاد چیز جدیدی است که قبلاً در APS وجود نداشته است." 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""ما در حال گسترش دسترسی به تحقیقات بیولوژیکی و زیست محیطی بیشتر هستیم و از آنجا که این برنامه بسیار جدید است ، دانشمندان که از این مرکز استفاده می کنند به ما کمک می کنند تا آن را توسعه دهیم."
از زمان تأسیس در دهه 1990 ، APS در زمینه "کریستالوگرافی ماکرومولکولی" در تحقیقات بیولوژیکی رهبر بوده است. دانشمندان از این فناوری برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بیماری های عفونی و ویروس ها استفاده می کنند تا زمینه های واکسن و درمان را انجام دهند. اکنون APS قصد دارد موفقیت خود را در سایر زمینه های زندگی و علوم زیست محیطی گسترش دهد.
یکی از مشکلات این گسترش این است که بسیاری از دانشمندان بیولوژیکی و محیط زیست از توانایی های APS بی خبر هستند تا به آنها در پیشبرد تحقیقات خود کمک کنند و با روند تولید اشعه X روشن یک شیء ناآشنا هستند. به همین ترتیب ، بسیاری از دانشمندان نمی دانند کدام یک از بسیاری از ایستگاه های آزمایشی APS ، به نام پرتوها ، بهترین انتخاب برای آزمایش های آنها است ، زیرا هر ایستگاه برای یک علم و فناوری خاص بهینه شده است.
میشالسکا گفت این جایی است که Eberlight به بازی می رسد. او آن را به عنوان یک اکوسیستم مجازی توصیف کرد که برای اتصال دانشمندان با فناوری های مناسب در مسیر APS سمت راست طراحی شده است. محققان پیشنهادهایی را به کارمندان EberLight ارائه می دهند که به هم تراز کردن طرح آزمایشی با کانال صحیح برای انجام مطالعه پیشنهادی کمک می کنند. وی گفت که تنوع توانایی های APS به معنای ابربری است که می تواند در زمینه های مختلف زیست شناسی و علوم زیست محیطی تأثیر بگذارد.
وی گفت: "ما در حال بررسی آنچه محققان BER در حال مطالعه هستند و چگونه می توانیم آن تحقیق را تکمیل کنیم." 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。برخی از این محققان هرگز از Synchrotron مانند APS استفاده نکرده اند.آنها می آموزند که چه ابزارهایی در دسترس هستند و چه سؤالات علمی را می توان در AP هایی که در جای دیگر انجام نمی شود ، پرداخت کنید. "
وی گفت: "این فرصتی برای ساختن چیز جدیدی است که قبلاً در APS وجود نداشته است. ما در حال گسترش دامنه تحقیقات بیولوژیکی و زیست محیطی هستیم و از آنجا که این تحقیقات جدید است ، دانشمندانی که از این تسهیلات استفاده می کنند به ما در توسعه پروژه کمک می کنند. - کارولین میشالسکا ، آزمایشگاه ملی آرگون
در مورد علمی خاص که Eberlight ترویج خواهد کرد ، میشالسکا گفت که این شامل همه چیز از تحقیقات خاک گرفته تا گیاهان در حال رشد ، تشکیل ابر و سوخت های زیستی خواهد بود. استفان وگت ، معاون مدیر بخش علوم اشعه ایکس APS ، چرخه آب را به لیست اضافه کرد و خاطرنشان کرد که این اطلاعات برای درک بهتر تغییر شرایط آب و هوایی بسیار مهم است.
وگت گفت: "ما در حال مطالعه سؤالات مربوط به علوم آب و هوا هستیم و باید به مطالعه آنها ادامه دهیم." 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。""ما باید درک کنیم که چگونه با پیامدهای عمیق اکولوژیکی تغییرات آب و هوا مبارزه کنیم."
در حالی که Eberlight در ماه اکتبر به طور رسمی راه اندازی شد ، APS به عنوان بخشی از یک ارتقاء جامع تسهیلات ، در یک سال وقفه ای باقی خواهد ماند. در این مدت ، این تیم برای تحقیق و توسعه یک سیستم نمونه گیری بیولوژیکی و زیست محیطی ، توسعه بانکهای اطلاعاتی و انجام دسترسی به برنامه تلاش خواهد کرد.
هنگامی که APS دوباره در سال 2024 به اینترنت آنلاین می رسد ، قابلیت های آن به طور قابل توجهی گسترش می یابد. تیم Eberlight با 13 کانال APS که نمایانگر طیف گسترده ای از فناوری ها است ، به توافق نامه های بلند مدت می پردازند. دانشمندانی که از طریق EberLight کار می کنند نیز به منابع آرگون ، مانند مرکز محاسبات آرگون ، دسترسی خواهند داشت ، جایی که دفتر DOE علوم علوم ابر رایانه های علوم و ابر رایانه های آزمایشگاهی در آن قرار دارند ، و مرکز توصیف پروتئین پیشرفته ، جایی که پروتئین ها متبلور شده و آماده هستند تجزیه و تحلیل.
با تکامل این برنامه ، ارتباط با سایر امکانات کاربری علوم DOE ، مانند آزمایشگاه علوم مولکولی محیط زیست شمال غربی اقیانوس آرام و انستیتوی ژنوم مشترک در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی ، ارتباط برقرار خواهد کرد.
زو فینفروک ، عضو تیم Eberlight ، گفت: "برای بزرگ کردن فرزند یک روستا طول می کشد ، اما برای حل یک مشکل علمی یک روستای حتی بزرگتر طول می کشد." 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。 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。 促进跨生物、地球和环境系统的科学探索。وی گفت: "من عاشق ماهیت چند وجهی Eberlight هستم زیرا تلاش می کند یک بستر یکپارچه ایجاد کند که تحقیقات علمی را در سیستم های بیولوژیکی ، زمینی و زیست محیطی پیشرفت کند.به نظر می رسد ساده است ، اما مقیاس و تأثیر بالقوه بسیار زیاد است. "
به گفته کن کمنر ، فیزیکدان ارشد و رهبر گروه در آزمایشگاه ملی آرگون ، این ایده برای Eberlight سالها در ساخت بوده است. کمر برای 27 سال آزمایشگاه در APS کار کرد که بخش اعظم آن را صرف اتصال محققان محیط زیست به منابع این موسسه کرد. وی گفت که اکنون Eberlight این کار را در مقیاس بزرگتر ادامه خواهد داد. او مشتاقانه منتظر است تا ببیند که پیشرفت های جدیدی از طریق تحقیقات در مورد گازهای گلخانه ای ، اکوسیستم های تالاب و تعامل گیاهان و میکروارگانیسم ها با خاک و رسوب انجام خواهد شد.
به گفته کمر ، کلید موفقیت Eberlight ، آموزش دانشمندان Synchrotron و همچنین دانشمندان بیولوژیکی و محیط زیست است.
وی گفت: "شما باید رادیولوژیست ها را آموزش دهید تا مشکلات علوم زیست محیطی را بهتر بشناسید و فناوری را برای حل بهتر مشکلات تحقیقات زیست محیطی تطبیق دهید." 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。وی همچنین گفت: "شما همچنین باید دانشمندان محیط زیست را در مورد چگونگی منابع نور خوب در حل این مشکلات آموزش دهید.این کار به منظور کاهش موانع جذب آنها انجام می شود. "
لورن چاپون ، معاون مدیر آزمایشگاه علوم فوتون و مدیر APS ، گفت: برنامه جدید به معنای دموکراتیک کردن دسترسی به AP ها و قابلیت های آن است.
چاپون گفت: "این طرح پیام مهمی را ارسال می کند که APS یک منبع مهم برای ملت است ، قادر به تهیه برنامه هایی است که به حل مشکلات فشرده کمک می کند ، در این مورد مشکلات زیست محیطی و بیولوژیکی." 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 یک راه حل جامع برای دانشمندان که به دنبال حل مشکلات علوم زندگی با اهمیت عملی هستند ، ارائه می دهد."
وی گفت: "من امیدوارم که مهم نیست که دانشمندان با چه چالش های بزرگی روبرو هستند ، APS می تواند به آنها کمک کند." 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。""این مسائل بر همه ما تأثیر می گذارد."
تأسیسات محاسبات رهبری آرگون ، جامعه علمی و مهندسی را با قابلیت های ابر رایانه ای برای پیشبرد کشف و درک اساسی در طیف گسترده ای از رشته ها فراهم می کند. ALCF که توسط برنامه تحقیقات محاسبات علمی پیشرفته (DOE) وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) پشتیبانی شده است ، یکی از دو مرکز محاسبات DOE است که به علوم باز اختصاص داده شده است.
منبع پیشرفته فوتون علوم وزارت انرژی ایالات متحده (APS) در آزمایشگاه ملی آرگون یکی از پربارترین منابع اشعه ایکس در جهان است. APS اشعه ایکس با درخشش بالا را به گروه متنوعی از محققان در علوم مواد ، شیمی ، فیزیک ماده متراکم ، زندگی و علوم محیطی و تحقیقات کاربردی ارائه می دهد. این اشعه ایکس برای مطالعه مواد و ساختارهای بیولوژیکی ایده آل است. توزیع عناصر ؛ حالات شیمیایی ، مغناطیسی و الکترونیکی ؛ و همچنین طیف وسیعی از سیستم های مهندسی مهم از نظر فنی ، از باتری گرفته تا نازل های تزریق ، که برای توسعه اقتصادی ، فناوری و اقتصادی کشور ما اساسی است. و اساس بهزیستی مادی. هر ساله ، بیش از 5000 محقق از AP ​​برای تولید بیش از 2،000 نشریه ، جزئیات اکتشافات مهم و حل ساختار پروتئین بیولوژیکی مهمتر از سایر کاربر امکانات تحقیقاتی اشعه ایکس استفاده می کنند. فن آوری های نوآورانه دانشمندان و مهندسان APS زمینه ساز توسعه شتاب دهنده ها و منابع نوری هستند. این دستگاه ها شامل دستگاه های ورودی هستند که اشعه ایکس بسیار روشن را که توسط محققان با ارزش است ، لنزهایی که اشعه ایکس را به چند نانومتر متمرکز می کنند ، سازهایی که حداکثر تعامل اشعه ایکس با نمونه مورد مطالعه را دارند ، و دستگاه هایی که جمع آوری و مونتاژ X را به حداکثر می رسانند ، نرم افزار RAY. مدیریت حجم زیادی از داده ها از مطالعات APS.
در این تحقیق از منابع منبع پیشرفته فوتون ، یک دفتر کاربری علوم DOE که توسط دفتر DOE علوم آزمایشگاه ملی آرگون تحت شماره قرارداد DE-AC02-06CH11357 اداره می شود ، استفاده شده است.
آزمایشگاه ملی آرگون متعهد به حل مشکلات علوم ملی و فناوری است. آزمایشگاه ملی آرگون ، اولین آزمایشگاه ملی در ایالات متحده ، تحقیقات علمی اساسی و کاربردی کاربردی را تقریباً در هر رشته علمی انجام می دهد. محققان آزمایشگاه ملی آرگون با محققان صدها شرکت ، دانشگاه ها و آژانس های فدرال ، ایالتی و شهرداری همکاری نزدیکی دارند تا به آنها در حل مشکلات خاص ، پیشبرد رهبری علمی ایالات متحده و ایجاد آینده ای بهتر برای ملت کمک کنند. آرگون کارمندان بیش از 60 ملیت دارد و توسط Argonne LLC در شیکاگو ، بخشی از دفتر علوم انرژی وزارت انرژی ایالات متحده اداره می شود.
دفتر علوم انرژی وزارت انرژی ایالات متحده بزرگترین سرمایه گذار تحقیقات علوم فیزیکی در ایالات متحده است و در تلاش است تا به برخی از مهمترین چالش های زمان ما بپردازد. برای اطلاعات بیشتر ، به https: // Energy Gy .gov/Science مراجعه کنید.