La Terre est un écosystème complexe, et notre place dépend de nombreux facteurs différents. De la santé du sol à la qualité de l'air au comportement des plantes et des micro-organismes, comprendre notre monde naturel et ses autres habitants est essentiel à notre propre survie. Alors que le climat continue de changer, étudier l'environnement et ses diverses formes de vie ne feront que devenir plus importante.
En octobre 2023, la Source avancée de photons (APS), une installation d'utilisateurs au sein du Bureau des sciences du US Department of Energy (DOE) Argonne National Laboratory, lancera officiellement un nouveau programme pour étendre les capacités de recherche et d'analyse biologique et environnementale chez la Les principaux laboratoires du monde. Champ de rayons X. Une entreprise appelée Eberlight a récemment reçu l'approbation du programme de recherche biologique et environnementale du Département américain de l'énergie (BER). L'objectif est de connecter des chercheurs menant des expériences sur la mission BER avec les ressources scientifiques des rayons X de pointe des APS. En élargissant l'accès aux diverses capacités des AP, les penseurs d'Eberlight espèrent découvrir de nouvelles méthodes scientifiques et attirer de nouvelles équipes interdisciplinaires de chercheurs pour explorer de nouvelles perspectives sur le monde dans lequel nous vivons.
"C'est l'occasion de créer quelque chose de nouveau qui n'a pas existé dans les AP auparavant", a déclaré la cristallogiste de la protéine de laboratoire Argonne National, Caroline Michalska, qui dirige le travail sur 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。” 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”«Nous élargissons l'accès pour permettre une recherche plus biologique et environnementale, et parce que le programme est si nouveau, les scientifiques qui utiliseront l'établissement nous aideront à le développer.»
Depuis sa fondation dans les années 1990, l'APS a été un leader dans le domaine de la «cristallographie macromoléculaire» dans la recherche biologique. Les scientifiques utilisent cette technologie pour en savoir plus sur les maladies infectieuses et les virus pour jeter les bases des vaccins et des traitements. APS vise désormais à étendre son succès à d'autres domaines de la vie et des sciences de l'environnement.
Un problème avec cette expansion est que de nombreux scientifiques biologiques et environnementaux ne sont pas au courant des capacités des APS pour les aider à faire avancer leurs recherches et ne connaissent pas le processus de production de radiographies brillantes d'un objet. De même, de nombreux scientifiques ne savent pas laquelle des nombreuses stations expérimentales APS, appelées lignes de faisceau, est le meilleur choix pour leurs expériences, car chaque station est optimisée pour une science et une technologie spécifiques.
Michalska a dit que c'est là que Eberlight entre en jeu. Elle l'a décrit comme un écosystème virtuel conçu pour connecter les scientifiques avec les bonnes technologies sur le bon chemin APS. Les chercheurs présenteront des propositions au personnel d'Eberlight qui aideront à aligner la conception expérimentale sur le canal correct pour mener l'étude proposée. Elle a déclaré que la diversité des capacités de l'APS signifiait qu'Eberlight pourrait avoir un impact dans plusieurs domaines de biologie et de sciences de l'environnement.
«Nous examinons ce que les chercheurs du BER étudient et comment nous pouvons compléter cette recherche», a-t-elle déclaré. 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。«Certains de ces chercheurs n'ont jamais utilisé de synchrotron comme APS.Ils apprennent quels outils sont disponibles et quelles questions scientifiques peuvent être abordées sur APS qui ne peuvent pas être faites ailleurs. "
«C'est l'occasion de construire quelque chose de nouveau qui n'a pas existé dans les AP auparavant. Nous élargissons la portée de la recherche biologique et environnementale, et parce qu'il s'agit de nouvelles recherches, les scientifiques qui utiliseront l'établissement nous aident à développer le projet. - Caroline Michalska, Laboratoire national Argonne
En ce qui concerne la science spécifique que Eberlight promourera, Michalska a déclaré qu'elle comprendrait tout, de la recherche sur les sols aux plantes en croissance, à la formation des nuages et aux biocarburants. Stefan Vogt, directeur adjoint de la Division des sciences des rayons X APS, a ajouté le cycle de l'eau à la liste, notant que ces informations sont essentielles pour mieux comprendre les conditions climatiques.
"Nous étudions des questions liées à la science du climat, et nous devons continuer à les étudier", a déclaré 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。"«Nous devons comprendre comment lutter contre les conséquences écologiques profondes du changement climatique.»
Alors qu'Eberlight a été officiellement lancé en octobre, APS restera sur une pause d'un an dans le cadre d'une mise à niveau complète des installations. Pendant ce temps, l'équipe travaillera à rechercher et à développer un système d'échantillonnage biologique et environnemental, à développer des bases de données et à effectuer une sensibilisation pour le programme.
Lorsque l'APS sera à nouveau en ligne en 2024, ses capacités seront considérablement élargies. L'équipe d'Eberlight conclura des accords à long terme avec 13 canaux APS représentant un large éventail de technologies. Les scientifiques travaillant via Eberlight auront également accès à des ressources Argonne, telles que l'Argonne Computing Facility, où se trouvent le Doe Office of Science Office of Science Supercomputers et les supercalculateurs de laboratoire, et le Center for Advanced Protein Caractérisation, où les protéines sont cristallisées et préparées pour analyse.
Au fur et à mesure que le programme évolue, il tirera parti des liens avec les autres installations d'utilisateurs du Doe Office of Science, telles que le Laboratoire des sciences moléculaires du Laboratoire du Nord-Ouest du Pacifique et l'Institut conjoint du génome du Laboratoire national de Lawrence Berkeley.
"Il faut un village pour élever un enfant, mais il faut un village encore plus grand pour résoudre un problème scientifique", a déclaré le physicien d'Argonne Zou Finfrock, membre de l'équipe d'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。«J'adore la nature aux multiples facettes d'Eberlight car elle s'efforce de créer une plate-forme intégrée qui fait avancer la recherche scientifique sur les systèmes biologiques, terrestres et écologiques.Cela semble simple, mais l'échelle et l'impact potentiel sont énormes. "
L'idée d'Eberlight a été des années en cours, selon Ken Kemner, physicien principal et chef de groupe au Argonne National Laboratory. Kemner a travaillé chez APS pendant les 27 ans du laboratoire, dont une grande partie a passé à connecter des chercheurs en environnement aux ressources de l'institution. Maintenant, Eberlight continuera ce travail à plus grande échelle, a-t-il déclaré. Il a hâte de voir quelles nouvelles percées seront faites grâce à des recherches sur les gaz à effet de serre, les écosystèmes des zones humides et les interactions des plantes et des micro-organismes avec le sol et les sédiments.
Selon Kemner, la clé du succès d'Eberlight est la formation des scientifiques synchrotron, ainsi que des scientifiques biologiques et de l'environnement.
«Vous devez former des radiologues pour mieux comprendre les problèmes de sciences de l'environnement et adapter la technologie pour mieux résoudre les problèmes de recherche environnementale», a-t-il déclaré. 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。«Vous devez également éduquer les scientifiques de l'environnement sur la façon dont les bonnes sources de lumière sont pour résoudre ces problèmes.Cela se fait afin de réduire les obstacles à leur attirer. "
Laurent Chapon, directeur adjoint du Photon Science Laboratory et directeur de l'APS, a déclaré que le nouveau plan signifie démocratiser l'accès aux APS et à ses capacités.
"Ce plan envoie un message important selon lequel APS est une ressource essentielle pour la nation, capable de développer des programmes qui aident à résoudre des problèmes urgents, dans ce cas des problèmes environnementaux et biologiques", a déclaré 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 fournira une solution complète aux scientifiques qui cherchent à résoudre les problèmes de science de la vie de pertinence pratique.»
«J'espère que peu importe à quels grands défis auxquels les scientifiques sont confrontés, APS peut les aider», a-t-elle déclaré. 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。"«Ces problèmes nous affectent tous.»
L'installation informatique de leadership Argonne offre à la communauté scientifique et ingénierie des capacités de supercalcul pour faire progresser la découverte et la compréhension fondamentales dans un large éventail de disciplines. Soutenu par le programme de recherche sur l'informatique scientifique avancée (ASCR) du département américain de l'énergie (DOE), l'ALCF est l'un des deux principaux centres informatiques du DOE dédiés à la science ouverte.
La source avancée de photons avancée (APS) du Département américain de l'énergie du Bureau des sciences du Laboratoire national d'Argonne est l'une des sources de rayons X les plus productives au monde. APS fournit des radiographies de haute lubritude à un groupe diversifié de chercheurs en science des matériaux, en chimie, en physique de la matière condensée, en sciences de la vie et de l'environnement et des recherches appliquées. Ces rayons X sont idéaux pour étudier les matériaux et les structures biologiques; distribution d'éléments; États chimiques, magnétiques et électroniques; ainsi qu'une gamme de systèmes d'ingénierie technologiquement importants, des batteries aux buses d'injection, qui sont fondamentales pour le développement économique, technologique et économique de notre pays. et la base du bien-être matériel. Chaque année, plus de 5 000 chercheurs utilisent des AP pour produire plus de 2 000 publications, détaillant des découvertes importantes et résolvant des structures de protéines biologiques plus importantes que tout autre utilisateur d'installations de recherche sur les rayons X. Les technologies innovantes des scientifiques et ingénieurs de l'APS sous-tendent le développement d'accélérateurs et de sources lumineuses. Il s'agit notamment des dispositifs d'entrée qui produisent les rayons X extrêmement brillants prisés par les chercheurs, les objectifs qui concentrent les rayons X jusqu'à quelques nanomètres, les instruments qui maximisent l'interaction des rayons X avec l'échantillon à l'étude et les appareils qui collectent et assemblent X -Rofy logiciel. Gérez de grands volumes de données des études APS.
Cette recherche a utilisé des ressources de la source de photon avancée, une installation d'utilisateurs du Doe Office of Science gérée par le Laboratoire national Argonne du Doe Office of Science en vertu du contrat n ° DE-AC02-06CH11357.
Argonne National Laboratory s'engage à résoudre des problèmes de science et technologiques nationaux pressants. Argonne National Laboratory, le premier laboratoire national aux États-Unis, mène des recherches scientifiques fondamentales et appliquées de pointe dans pratiquement toutes les discipline scientifique. Les chercheurs du laboratoire national d'Argonne travaillent en étroite collaboration avec des chercheurs de centaines d'entreprises, d'universités et d'agences fédérales, étatiques et municipales pour les aider à résoudre des problèmes spécifiques, à faire progresser le leadership scientifique américain et à construire un avenir meilleur pour la nation. Argonne a des employés de plus de 60 nationalités et est géré par Argonne LLC à Chicago, qui fait partie du bureau des sciences du département américain de l'énergie.
Le Bureau des sciences du ministère américain de l'Énergie est le plus grand bailleur de fonds de la recherche en sciences physiques aux États-Unis et travaille à relever certains des défis les plus urgents de notre temps. Pour plus d'informations, visitez https: // energy gy .gov / science.
Heure du poste: nov-06-2023