La Terre est un écosystème complexe et la place que nous y occupons dépend de nombreux facteurs différents.De la santé des sols à la qualité de l’air en passant par le comportement des plantes et des micro-organismes, comprendre notre monde naturel et ses autres habitants est essentiel à notre propre survie.À mesure que le climat continue de changer, l’étude de l’environnement et de ses diverses formes de vie ne fera que gagner en importance.
En octobre 2023, l'Advanced Photon Source (APS), une installation utilisateur du Bureau des sciences du Laboratoire national d'Argonne du Département américain de l'énergie (DOE), lancera officiellement un nouveau programme visant à étendre les capacités de recherche et d'analyse biologiques et environnementales au les plus grands laboratoires du monde.Champ de rayons X.Une société appelée eBERlight a récemment reçu l'approbation du programme de recherche biologique et environnementale (BER) du ministère américain de l'Énergie.L'objectif est de connecter les chercheurs menant des expériences dans le cadre de la mission BER avec les ressources scientifiques de pointe en matière de rayons X de l'APS.En élargissant l'accès aux diverses capacités de l'APS, 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'existait pas auparavant dans l'APS", a déclaré Caroline Michalska, cristallogue des protéines au Laboratoire national d'Argonne, qui dirige les travaux sur eBERlight. ” " â�<"« Nous élargissons l’accès pour permettre davantage de recherches biologiques et environnementales, et comme le programme est si nouveau, les scientifiques qui utiliseront l’installation nous aident à le développer. »
Depuis sa création dans les années 1990, l'APS est leader dans le domaine de la « cristallographie macromoléculaire » dans la recherche biologique.Les scientifiques utilisent cette technologie pour en apprendre davantage sur les maladies infectieuses et les virus afin de jeter les bases de vaccins et de traitements.APS vise désormais à étendre son succès à d’autres domaines des sciences de la vie et de l’environnement.
L'un des problèmes de cette expansion est que de nombreux scientifiques en biologie et en environnement ignorent les capacités de l'APS à les aider à faire avancer leurs recherches et ne sont pas familiers avec le processus de production de rayons X brillants d'un objet.De même, de nombreux scientifiques ne savent pas laquelle des nombreuses stations expérimentales APS, appelées lignes de lumière, est le meilleur choix pour leurs expériences, puisque chaque station est optimisée pour une science et une technologie spécifiques.
Michalska a déclaré que c'est là que eBERlight entre en jeu.Elle l'a décrit comme un écosystème virtuel conçu pour connecter les scientifiques aux bonnes technologies sur la bonne voie APS.Les chercheurs présenteront des propositions au personnel d'eBERlight qui aidera à aligner la conception expérimentale sur le canal approprié 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 la biologie et des sciences de l'environnement.
« Nous examinons ce que les chercheurs du BER étudient et comment nous pouvons compléter ces recherches », 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 l’APS.Ils apprennent quels outils sont disponibles et quelles questions scientifiques peuvent être abordées à l'APS qui ne peuvent être abordées ailleurs.»
«C'est l'occasion de créer quelque chose de nouveau qui n'existait pas auparavant dans APS.Nous élargissons la portée de la recherche biologique et environnementale et, comme il s'agit d'une nouvelle recherche, les scientifiques qui utiliseront l'installation nous aident à développer le projet.— Caroline Michalska, Laboratoire National d'Argonne
Quant à la science spécifique que eBERlight promouvra, Michalska a déclaré qu'elle inclurait tout, de la recherche sur les sols à la culture des plantes, à la formation des nuages et aux biocarburants.Stefan Vogt, directeur adjoint de la division scientifique des rayons X de l'APS, a ajouté le cycle de l'eau à la liste, soulignant que ces informations sont essentielles pour mieux comprendre les conditions climatiques changeantes.
"Nous étudions des questions liées à la science du climat et nous devons continuer à les étudier", a déclaré Vogt. â�<" â�<"« Nous devons comprendre comment lutter contre les profondes conséquences écologiques du changement climatique. »
Bien qu'eBERlight ait été officiellement lancé en octobre, APS restera suspendu pendant un an dans le cadre d'une mise à niveau complète des installations.Pendant ce temps, l'équipe travaillera à la recherche et au développement d'un système d'échantillonnage biologique et environnemental, au développement de bases de données et à la sensibilisation du programme.
Lorsque l’APS sera de nouveau opérationnel en 2024, ses capacités seront considérablement étendues.L'équipe eBERlight conclura des accords à long terme avec 13 chaînes APS représentant un large éventail de technologies.Les scientifiques travaillant via eBERlight auront également accès aux ressources d'Argonne, telles que l'Argonne Computing Facility, où se trouvent les superordinateurs du DOE Office of Science Office of Science et les superordinateurs de laboratoire, et le Center for Advanced Protein Characterization, où les protéines sont cristallisées et préparées pour analyse.
À mesure que le programme évolue, il tirera parti des connexions avec d'autres installations utilisatrices du DOE Office of Science, telles que le laboratoire des sciences moléculaires environnementales du Pacific Northwest National Laboratory et le Joint Genome Institute du Lawrence Berkeley National Laboratory.
"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 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'aime la nature multiforme d'eBERlight, qui s'efforce de créer une plateforme intégrée qui fait progresser la recherche scientifique sur les systèmes biologiques, terrestres et écologiques.Cela semble simple, mais l’ampleur et l’impact potentiel sont énormes.»
L'idée d'eBERlight a pris des années, selon Ken Kemner, physicien principal et chef de groupe au Laboratoire national d'Argonne.Kemner a travaillé à l'APS pendant 27 ans, dont une grande partie a été consacrée à connecter les chercheurs en environnement aux ressources de l'institution.Désormais, eBERlight poursuivra ce travail à plus grande échelle, a-t-il déclaré.Il a hâte de voir quelles nouvelles percées seront réalisées grâce à la recherche 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.
La clé du succès d'eBERlight, selon Kemner, est la formation de scientifiques du synchrotron, ainsi que de scientifiques en biologie et en environnement.
« Vous devez former les radiologues pour mieux comprendre les problèmes des 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 sensibiliser les scientifiques de l’environnement à l’efficacité des sources lumineuses pour résoudre ces problèmes.Ceci est fait afin de réduire les obstacles pour les attirer.»
Laurent Chapon, directeur adjoint du Photon Science Laboratory et directeur de l'APS, a déclaré que le nouveau plan vise à démocratiser l'accès à l'APS et à ses capacités.
"Ce plan envoie un message important selon lequel l'APS est une ressource essentielle pour la nation, capable de développer des programmes qui aident à résoudre des problèmes urgents, en l'occurrence des problèmes environnementaux et biologiques", a déclaré Chapon. » »« eBERlight fournira une solution complète aux scientifiques cherchant à résoudre des problèmes pratiques liés aux sciences de la vie. »
"J'espère que quels que soient les grands défis auxquels les scientifiques sont confrontés, l'APS pourra 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 concernent tous."
L'Argonne Leadership Computing Facility offre à la communauté scientifique et technique des capacités de calcul intensif pour faire progresser la découverte et la compréhension fondamentales dans un large éventail de disciplines.Soutenu par le programme Advanced Scientific Computing Research (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 de photons avancée (APS) du Département américain de l'énergie, située au Laboratoire national d'Argonne, est l'une des sources de rayons X les plus productives au monde.APS fournit des rayons X à haute luminosité à un groupe diversifié de chercheurs dans les domaines de la science des matériaux, de la chimie, de la physique de la matière condensée, des sciences de la vie et de l'environnement et de la recherche appliquée.Ces rayons X sont idéaux pour étudier les matériaux et les structures biologiques ;répartition des éléments;états chimiques, magnétiques et électroniques ;ainsi qu'une gamme de systèmes d'ingénierie technologiquement importants, des batteries aux buses d'injection, qui sont fondamentaux 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 l’APS pour produire plus de 2 000 publications, détaillant des découvertes importantes et résolvant des structures protéiques biologiques plus importantes que tout autre utilisateur d’installations de recherche à rayons X.Les technologies innovantes des scientifiques et ingénieurs de l’APS sont à la base du développement d’accélérateurs et de sources lumineuses.Il s'agit notamment de dispositifs d'entrée qui produisent les rayons X extrêmement brillants prisés par les chercheurs, de lentilles qui focalisent les rayons X jusqu'à quelques nanomètres, d'instruments qui maximisent l'interaction des rayons X avec l'échantillon étudié et de dispositifs qui collectent et assemblent les rayons X. logiciel -ray.Gérez de grands volumes de données provenant d’études APS.
Cette recherche a utilisé les ressources de Advanced Photon Source, une installation utilisateur du DOE Office of Science gérée par le DOE Office of Science's Argonne National Laboratory sous le contrat n° DE-AC02-06CH11357.
Le Laboratoire national d'Argonne s'engage à résoudre les problèmes scientifiques et technologiques nationaux urgents.L'Argonne National Laboratory, premier laboratoire national des États-Unis, mène des recherches scientifiques fondamentales et appliquées de pointe dans pratiquement toutes les disciplines scientifiques.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 compte des employés de plus de 60 nationalités et est gérée par Argonne LLC à Chicago, qui fait partie de l'Office of Science du ministère américain de l'Énergie.
L'Office of Science du Département américain de l'énergie est le plus grand bailleur de fonds de la recherche en sciences physiques aux États-Unis et s'efforce de relever certains des défis les plus urgents de notre époque.Pour plus d’informations, visitez https://energygy.gov/science.
Heure de publication : 06 novembre 2023