منبع فوتون پیشرفته Argonne تحقیقات بیولوژیکی و 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 تا رفتار گیاهان و میکروارگانیسم‌ها، درک دنیای طبیعی ما و سایر ساکنان آن برای بقای خود حیاتی است.با ادامه تغییر اقلیم، مطالعه محیط زیست و اشکال مختلف زندگی آن اهمیت بیشتری پیدا می کند.
در اکتبر 2023، منبع فوتون پیشرفته (APS)، یک مرکز کاربری در دفتر علوم در آزمایشگاه ملی آرگون وزارت انرژی ایالات متحده (DOE)، رسما برنامه جدیدی را برای گسترش قابلیت‌های تحقیقات و تجزیه و تحلیل بیولوژیکی و زیست‌محیطی راه‌اندازی خواهد کرد. آزمایشگاه های پیشرو جهانمیدان اشعه ایکس.شرکتی به نام eBERlight اخیراً از برنامه تحقیقات زیستی و زیست محیطی وزارت انرژی ایالات متحده (BER) تأییدیه دریافت کرده است.هدف این است که محققانی که آزمایش‌هایی را روی مأموریت BER انجام می‌دهند با منابع علمی پیشرو در جهان در زمینه پرتو ایکس APS مرتبط شود.با گسترش دسترسی به قابلیت‌های متنوع APS، متفکران eBERlight امیدوارند که روش‌های علمی جدید را کشف کنند و تیم‌های بین‌رشته‌ای جدیدی از محققان را برای کشف دیدگاه‌های جدید درباره دنیایی که در آن زندگی می‌کنیم جذب کنند.
Caroline Michalska، کریستالولوژیست پروتئین آزمایشگاه ملی آرگون، که رهبری کار بر روی eBERlight را بر عهده دارد، 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，并椧准入范围，以适应更多的生物和环境研究，并且由于该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"并且由于该ما در حال گسترش دسترسی هستیم تا بتوانیم تحقیقات بیولوژیکی و زیست محیطی بیشتری را انجام دهیم و از آنجایی که این برنامه بسیار جدید است، دانشمندانی که از این مرکز استفاده خواهند کرد به ما در توسعه آن کمک می کنند.
از زمان تأسیس آن در دهه 1990، APS پیشرو در زمینه "کریستالوگرافی ماکرومولکولی" در تحقیقات بیولوژیکی بوده است.دانشمندان از این فناوری برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد بیماری های عفونی و ویروس ها استفاده می کنند تا زمینه را برای واکسن ها و درمان ها فراهم کنند.APS اکنون قصد دارد موفقیت خود را به سایر زمینه های علوم زیستی و محیطی گسترش دهد.
یکی از مشکلات این گسترش این است که بسیاری از دانشمندان زیست‌شناسی و محیط‌زیست از قابلیت‌های APS برای کمک به پیشرفت تحقیقات خود بی‌اطلاع هستند و با فرآیند تولید پرتوهای ایکس روشن از یک جسم ناآشنا هستند.به همین ترتیب، بسیاری از دانشمندان نمی‌دانند که کدام یک از ایستگاه‌های آزمایشی APS، به نام خطوط پرتو، بهترین انتخاب برای آزمایش‌هایشان است، زیرا هر ایستگاه برای علم و فناوری خاصی بهینه شده است.
Michalska گفت اینجا جایی است که eBERlight وارد عمل می شود.او آن را یک اکوسیستم مجازی توصیف کرد که برای اتصال دانشمندان با فناوری های مناسب در مسیر درست APS طراحی شده است.محققان پیشنهاداتی را به کارکنان eBERlight ارائه خواهند کرد که به همراستایی طرح آزمایشی با کانال صحیح برای انجام مطالعه پیشنهادی کمک خواهند کرد.او گفت که تنوع قابلیت‌های APS به این معنی است که eBERlight می‌تواند در حوزه‌های مختلف زیست‌شناسی و علوم محیطی تأثیر بگذارد.
او گفت: "ما در حال بررسی این هستیم که محققان BER در حال مطالعه چه چیزی هستند و چگونه می توانیم آن تحقیقات 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 سنکروترون مانند APS استفاده نکرده اند.آنها یاد می گیرند که چه ابزارهایی در دسترس هستند و به چه سوالات علمی می توان در APS پرداخت که در جای دیگری قابل انجام نیست.”
این فرصتی است برای ساختن چیز جدیدی که قبلاً در APS وجود نداشته است.ما در حال گسترش دامنه تحقیقات بیولوژیکی و زیست‌محیطی هستیم و از آنجایی که این تحقیقات جدید است، دانشمندانی که از این مرکز استفاده خواهند کرد به ما در توسعه این پروژه کمک می‌کنند.- Caroline Michalska، آزمایشگاه ملی Argonne
در مورد علم خاصی که eBERlight ترویج خواهد کرد، Michalska گفت که شامل همه چیز از تحقیقات خاک گرفته تا رشد گیاهان، تشکیل ابرها و سوخت های زیستی می شود.استفان وگت، معاون بخش علوم پرتو ایکس APS، چرخه آب را به لیست اضافه کرد و اشاره کرد که این اطلاعات برای درک بهتر شرایط آب و هوایی در حال تغییر حیاتی است.
وگت گفت: "ما در حال مطالعه سوالات مرتبط با علم 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 بدانیم که چگونه با پیامدهای اکولوژیکی عمیق تغییرات آب و هوایی مبارزه کنیم.»
در حالی که eBERlight به طور رسمی در ماه اکتبر راه اندازی شد، APS به عنوان بخشی از ارتقاء تسهیلات جامع در یک وقفه یک ساله باقی خواهد ماند.در طول این مدت، تیم برای تحقیق و توسعه یک سیستم نمونه‌برداری زیست‌شناختی و زیست‌محیطی، توسعه پایگاه‌های اطلاعاتی و انجام برنامه‌های ارتباطی کار خواهد کرد.
هنگامی که APS دوباره در سال 2024 آنلاین شود، قابلیت های آن به طور قابل توجهی گسترش خواهد یافت.تیم eBERlight با 13 کانال APS که طیف وسیعی از فناوری‌ها را نمایندگی می‌کنند، قراردادهای بلندمدت منعقد خواهد کرد.دانشمندانی که از طریق eBERlight کار می کنند به منابع Argonne نیز دسترسی خواهند داشت، مانند Argonne Computing Facility، جایی که ابررایانه ها و ابررایانه های آزمایشگاهی دفتر علوم دفتر علوم DOE در آن قرار دارند، و مرکز خصوصیات پیشرفته پروتئین، جایی که پروتئین ها متبلور و آماده می شوند. تحلیل و بررسی.
همانطور که این برنامه در حال تکامل است، از ارتباطات با سایر امکانات کاربر دفتر علوم DOE، مانند آزمایشگاه علوم مولکولی محیطی آزمایشگاه ملی شمال غرب اقیانوس آرام و موسسه ژنوم مشترک در آزمایشگاه ملی لارنس برکلی استفاده می کند.
Zou Finfrock، فیزیکدان Argonne، یکی از اعضای تیم eBERlight، گفت: "برای بزرگ کردن یک کودک به یک دهکده نیاز است، اما برای حل یک مشکل علمی نیاز به یک روستای بزرگتر است." â�<“我喜欢eBERlight 的多面性，因为它致力于建立一个综合平台，促迃跨生物、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，促迃跨生物、科学探索.من عاشق ماهیت چند وجهی eBERlight هستم زیرا در تلاش برای ایجاد یک پلتفرم یکپارچه است که تحقیقات علمی را در سیستم‌های بیولوژیکی، زمینی و زیست‌محیطی پیش می‌برد.ساده به نظر می رسد، اما مقیاس و تأثیر بالقوه آن بسیار زیاد است.”
به گفته کن کمنر، فیزیکدان ارشد و رهبر گروه در آزمایشگاه ملی آرگون، ایده eBERlight سال ها در حال شکل گیری بوده است.کمنر 27 سال در APS کار کرد که بیشتر آن را صرف اتصال محققان محیط زیست به منابع موسسه کرد.او گفت که اکنون eBERlight این کار را در مقیاس بزرگتر ادامه خواهد داد.او مشتاقانه منتظر است تا ببیند چه پیشرفت‌های جدیدی از طریق تحقیقات در مورد گازهای گلخانه‌ای، اکوسیستم‌های تالابی و برهم‌کنش گیاهان و میکروارگانیسم‌ها با خاک و رسوب حاصل خواهد شد.
به گفته کمنر، کلید موفقیت eBERlight، آموزش دانشمندان سینکروترون و همچنین دانشمندان بیولوژیکی و محیطی است.
او گفت: "شما باید رادیولوژیست ها را برای درک بهتر مشکلات علوم زیست محیطی و تطبیق فناوری برای حل بهتر مشکلات تحقیقات زیست محیطی آموزش دهید." â..." â..."شما همچنین باید به دانشمندان محیط زیست در مورد اینکه منابع نوری در حل این مشکلات چقدر خوب هستند، آموزش دهید.این کار به منظور کاهش موانع جذب آنها انجام می شود.”
لوران چاپون، معاون آزمایشگاه علوم فوتون و مدیر APS، گفت که طرح جدید به معنای دموکراتیک کردن دسترسی به APS و قابلیت های آن است.
چاپون گفت: "این طرح پیام مهمی را ارسال می کند که APS یک منبع حیاتی برای کشور است که قادر به توسعه برنامه هایی است که به حل مشکلات فوری، در این مورد مشکلات زیست محیطی و بیولوژیکی کمک می کند." 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薹" 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薹""eBERlight یک راه حل جامع برای دانشمندانی که به دنبال حل مسائل مربوط به علم زندگی هستند ارائه می دهد."
او گفت: "امیدوارم فارغ از چالش های بزرگی که دانشمندان با آن روبرو هستند، APS بتواند 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 همه ما را تحت تاثیر قرار می دهد."
تسهیلات محاسبات رهبری Argonne به جامعه علمی و مهندسی قابلیت‌های ابر محاسباتی را برای پیشبرد کشف و درک اساسی در طیف گسترده‌ای از رشته‌ها ارائه می‌دهد.ALCF که توسط برنامه تحقیقات محاسبات علمی پیشرفته (ASCR) وزارت انرژی ایالات متحده (DOE) پشتیبانی می شود، یکی از دو مرکز محاسباتی پیشرو DOE است که به علم باز اختصاص دارد.
منبع فوتون پیشرفته (APS) دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده در آزمایشگاه ملی آرگون یکی از پربازده ترین منابع اشعه ایکس در جهان است.APS پرتوهای ایکس با روشنایی بالا را برای گروه متنوعی از محققان در علم مواد، شیمی، فیزیک ماده متراکم، علوم زیستی و محیطی، و تحقیقات کاربردی ارائه می‌کند.این اشعه ایکس برای مطالعه مواد و ساختارهای بیولوژیکی ایده آل هستند.توزیع عناصر؛حالات شیمیایی، مغناطیسی و الکترونیکی؛و همچنین طیف وسیعی از سیستم‌های مهندسی مهم از نظر فناوری، از باتری‌ها تا نازل‌های تزریق، که برای توسعه اقتصادی، فناوری و اقتصادی کشور ما ضروری هستند.و اساس رفاه مادی.هر سال، بیش از 5000 محقق از APS برای تولید بیش از 2000 مقاله، جزئیات اکتشافات مهم و حل ساختارهای پروتئینی بیولوژیکی مهم تری نسبت به هر کاربر دیگری از امکانات تحقیقاتی اشعه ایکس استفاده می کنند.فناوری های نوآورانه دانشمندان و مهندسان APS زمینه ساز توسعه شتاب دهنده ها و منابع نور است.اینها شامل دستگاه‌های ورودی هستند که پرتوهای X بسیار درخشان را تولید می‌کنند، لنزهایی که پرتوهای ایکس را تا چند نانومتر متمرکز می‌کنند، ابزارهایی که تعامل پرتوهای ایکس را با نمونه مورد مطالعه به حداکثر می‌رسانند، و دستگاه‌هایی که X را جمع‌آوری و مونتاژ می‌کنند. نرم افزار -ray.حجم زیادی از داده ها را از مطالعات APS مدیریت کنید.
این تحقیق از منابع Advanced Photon Source، یک مرکز کاربری دفتر علوم DOE که توسط آزمایشگاه ملی Argonne دفتر علوم DOE تحت قرارداد شماره DE-AC02-06CH11357 اداره می‌شود، استفاده کرد.
آزمایشگاه ملی آرگون متعهد به حل مشکلات ملی علم و فناوری است.آزمایشگاه ملی آرگون، اولین آزمایشگاه ملی در ایالات متحده، تحقیقات علمی پایه و کاربردی را تقریباً در هر رشته علمی انجام می دهد.محققان آزمایشگاه ملی آرگون با محققین صدها شرکت، دانشگاه و سازمان های فدرال، ایالتی و شهرداری همکاری نزدیکی دارند تا به آنها در حل مشکلات خاص، پیشبرد رهبری علمی ایالات متحده و ساختن آینده ای بهتر برای کشور کمک کنند.Argonne دارای کارکنان بیش از 60 ملیت است و توسط Argonne LLC در شیکاگو، بخشی از دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده مدیریت می شود.
دفتر علوم وزارت انرژی ایالات متحده بزرگترین سرمایه گذار تحقیقات علوم فیزیکی در ایالات متحده است و در تلاش است تا به برخی از مهم ترین چالش های زمان ما رسیدگی کند.برای اطلاعات بیشتر، به https://energy​gy.gov/​science مراجعه کنید.