Toka është një ekosistem kompleks dhe vendi ynë në të varet nga shumë faktorë të ndryshëm. Nga shëndeti i tokës te cilësia e ajrit e deri te sjellja e bimëve dhe mikroorganizmave, të kuptuarit e botës sonë natyrore dhe banorëve të tjerë të saj është thelbësore për mbijetesën tonë. Ndërsa klima vazhdon të ndryshojë, studimi i mjedisit dhe formave të tij të larmishme të jetës do të bëhet vetëm më i rëndësishëm.
Në tetor 2023, Burimi i Avancuar i Fotoneve (APS), një strukturë përdoruesi brenda Zyrës së Shkencës në Laboratorin Kombëtar Argonne të Departamentit të Energjisë të SHBA-së (DOE), do të lançojë zyrtarisht një program të ri për të zgjeruar aftësitë e kërkimit dhe analizës biologjike dhe mjedisore në laboratorët kryesorë në botë. Fusha e rrezeve X. Një kompani e quajtur eBERlight mori së fundmi miratimin nga programi i Kërkimeve Biologjike dhe Mjedisore (BER) i Departamentit të Energjisë të SHBA-së. Qëllimi është të lidhë studiuesit që kryejnë eksperimente në misionin BER me burimet shkencore të rrezeve X të APS, të cilat janë lider në botë. Duke zgjeruar aksesin në aftësitë e larmishme të APS, mendimtarët e eBERlight shpresojnë të zbulojnë metoda të reja shkencore dhe të tërheqin ekipe të reja ndërdisiplinore studiuesish për të eksploruar perspektiva të reja mbi botën në të cilën jetojmë.
“Kjo është një mundësi për të krijuar diçka të re që nuk ka ekzistuar më parë në APS”, tha kristalologia e proteinave në Laboratorin Kombëtar Argonne, Caroline Michalska, e cila po drejton punën në 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”"Ne po zgjerojmë aksesin për të mundësuar më shumë kërkime biologjike dhe mjedisore, dhe meqenëse programi është kaq i ri, shkencëtarët që do ta përdorin objektin po na ndihmojnë ta zhvillojmë atë."
Që nga themelimi i saj në vitet 1990, APS ka qenë lider në fushën e "kristalografisë makromolekulare" në kërkimin biologjik. Shkencëtarët po e përdorin këtë teknologji për të mësuar më shumë rreth sëmundjeve infektive dhe viruseve për të hedhur themelet për vaksinat dhe trajtimet. APS tani synon ta zgjerojë suksesin e saj në fusha të tjera të shkencës së jetës dhe mjedisit.
Një problem me këtë zgjerim është se shumë shkencëtarë të biologjisë dhe mjedisit nuk janë të vetëdijshëm për aftësitë e APS-së për t'i ndihmuar ata të përparojnë kërkimin e tyre dhe nuk janë të njohur me procesin e prodhimit të rrezeve X të ndritshme të një objekti. Po kështu, shumë shkencëtarë nuk e dinë se cili nga shumë stacione eksperimentale të APS-së, të quajtura linja rrezesh, është zgjidhja më e mirë për eksperimentet e tyre, pasi çdo stacion është i optimizuar për një shkencë dhe teknologji specifike.
Michalska tha se këtu hyn në lojë eBERlight. Ajo e përshkroi atë si një ekosistem virtual të projektuar për të lidhur shkencëtarët me teknologjitë e duhura në rrugën e duhur të APS. Studiuesit do t'i paraqesin propozime stafit të eBERlight, të cilët do të ndihmojnë në përshtatjen e dizajnit eksperimental me kanalin e duhur për të kryer studimin e propozuar. Ajo tha se diversiteti i aftësive të APS nënkupton që eBERlight mund të ketë ndikim në fusha të shumta të biologjisë dhe shkencës mjedisore.
"Po shqyrtojmë se çfarë po studiojnë studiuesit e BER dhe si mund ta plotësojmë këtë hulumtim", tha ajo. 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。"Disa nga këta studiues nuk kanë përdorur kurrë një sinkrotron si APS."Ata mësojnë se cilat mjete janë në dispozicion dhe cilat pyetje shkencore mund të adresohen në APS që nuk mund të bëhen diku tjetër.
“Kjo është një mundësi për të ndërtuar diçka të re që nuk ka ekzistuar më parë në APS. Ne po zgjerojmë fushën e kërkimit biologjik dhe mjedisor, dhe meqenëse ky është një kërkim i ri, shkencëtarët që do të përdorin objektin po na ndihmojnë të zhvillojmë projektin. — Caroline Michalska, Laboratori Kombëtar Argonne
Sa i përket shkencës specifike që eBERlight do të promovojë, Michalska tha se ajo do të përfshijë gjithçka, nga kërkimi i tokës deri te rritja e bimëve, formimi i reve dhe biokarburantet. Stefan Vogt, zëvendësdrejtor i Divizionit të Shkencës me Rreze X të APS, shtoi ciklin e ujit në listë, duke vënë në dukje se ky informacion është thelbësor për të kuptuar më mirë ndryshimin e kushteve klimatike.
“Ne po studiojmë çështje që lidhen me shkencën e klimës dhe duhet të vazhdojmë t’i studiojmë ato”, tha 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。""Ne duhet të kuptojmë se si të luftojmë pasojat e thella ekologjike të ndryshimeve klimatike."
Ndërkohë që eBERlight u lançua zyrtarisht në tetor, APS do të mbetet në një pauzë njëvjeçare si pjesë e një përmirësimi gjithëpërfshirës të objektit. Gjatë kësaj kohe, ekipi do të punojë për të kërkuar dhe zhvilluar një sistem marrjeje mostrash biologjike dhe mjedisore, për të zhvilluar baza të dhënash dhe për të kryer aktivitete informuese për programin.
Kur APS të vijë përsëri në punë në vitin 2024, aftësitë e tij do të zgjerohen ndjeshëm. Ekipi i eBERlight do të hyjë në marrëveshje afatgjata me 13 kanale APS që përfaqësojnë një gamë të gjerë teknologjish. Shkencëtarët që punojnë përmes eBERlight do të kenë gjithashtu qasje në burimet e Argonne, të tilla si Argonne Computing Facility, ku ndodhen superkompjuterët e Zyrës së Shkencës së DOE-së dhe superkompjuterët e laboratorit, dhe Qendra për Karakterizimin e Avancuar të Proteinave, ku proteinat kristalizohen dhe përgatiten për analizë.
Ndërsa programi evoluon, ai do të shfrytëzojë lidhjet me objektet e tjera të përdoruesve të Zyrës së Shkencës së DOE-së, të tilla si Laboratori i Shkencave Molekulare Mjedisore i Laboratorit Kombëtar të Paqësorit Veriperëndimor dhe Instituti i Përbashkët i Gjenomit në Laboratorin Kombëtar Lawrence Berkeley.
«Duhet një fshat i tërë për të rritur një fëmijë, por duhet një fshat edhe më i madh për të zgjidhur një problem shkencor», tha fizikani nga Argonne, Zou Finfrock, anëtar i ekipit 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、地搃和环玳 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、地搃和环玳"Më pëlqen natyra shumëplanëshe e eBERlight, pasi përpiqet të krijojë një platformë të integruar që përparon kërkimin shkencor në sistemet biologjike, tokësore dhe ekologjike."Tingëllon e thjeshtë, por shkalla dhe ndikimi i mundshëm është i jashtëzakonshëm.”
Ideja për eBERlight ka qenë prej vitesh në zhvillim e sipër, sipas Ken Kemner, një fizikant i lartë dhe udhëheqës grupi në Laboratorin Kombëtar Argonne. Kemner punoi në APS për 27 vitet e laboratorit, pjesën më të madhe të të cilave i kaloi duke lidhur studiuesit mjedisorë me burimet e institucionit. Tani eBERlight do ta vazhdojë këtë punë në një shkallë më të gjerë, tha ai. Ai mezi pret të shohë se çfarë përparimesh të reja do të bëhen përmes kërkimit mbi gazrat serrë, ekosistemet e ligatinave dhe ndërveprimet e bimëve dhe mikroorganizmave me tokën dhe sedimentet.
Çelësi i suksesit të eBERlight, sipas Kemner, është trajnimi i shkencëtarëve të sinkrotronit, si dhe i shkencëtarëve të biologjisë dhe mjedisit.
«Duhet t’i trajnoni radiologët që të kuptojnë më mirë problemet e shkencës mjedisore dhe të përshtatin teknologjinë për të zgjidhur më mirë problemet e kërkimit mjedisor», tha ai. 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。“Gjithashtu duhet të edukoni shkencëtarët mjedisorë rreth asaj se sa të mira janë burimet e dritës në zgjidhjen e këtyre problemeve.Kjo bëhet me qëllim që të zvogëlohen pengesat për tërheqjen e tyre.
Laurent Chapon, zëvendësdrejtor i Laboratorit të Shkencës së Fotonit dhe drejtor i APS, tha se plani i ri nënkupton demokratizimin e aksesit në APS dhe aftësitë e tij.
“Ky plan dërgon një mesazh të rëndësishëm se APS është një burim kritik për kombin, i aftë të zhvillojë programe që ndihmojnë në zgjidhjen e problemeve urgjente, në këtë rast problemeve mjedisore dhe biologjike”, tha 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解家提供端到端薹""eBERlight do të ofrojë një zgjidhje gjithëpërfshirëse për shkencëtarët që kërkojnë të zgjidhin problemet e shkencës së jetës me rëndësi praktike."
«Shpresoj që pavarësisht sfidave të mëdha me të cilat përballen shkencëtarët, APS mund t'i ndihmojë ata», tha ajo. 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。"“Këto çështje na prekin të gjithëve.”
Qendra e Kompjuterizimit të Lidershipit Argonne i ofron komunitetit shkencor dhe inxhinierik aftësi superkompjuterike për të çuar përpara zbulimin dhe kuptimin themelor në një gamë të gjerë disiplinash. I mbështetur nga programi i Kërkimit të Avancuar Shkencor të Kompjuterizimit (ASCR) i Departamentit të Energjisë të SHBA-së (DOE), ALCF është një nga dy qendrat kryesore të informatikës së DOE-së të dedikuara për shkencën e hapur.
Burimi i Avancuar i Fotoneve (APS) i Zyrës së Shkencës së Departamentit të Energjisë të SHBA-së në Laboratorin Kombëtar Argonne është një nga burimet më produktive të rrezeve X në botë. APS ofron rreze X me shkëlqim të lartë për një grup të larmishëm studiuesish në shkencën e materialeve, kiminë, fizikën e materies së kondensuar, shkencat e jetës dhe mjedisit, si dhe kërkimin e aplikuar. Këto rreze X janë ideale për të studiuar materialet dhe strukturat biologjike; shpërndarjen e elementeve; gjendjet kimike, magnetike dhe elektronike; si dhe një gamë sistemesh inxhinierike teknologjikisht të rëndësishme, nga bateritë te grykat e injektimit, që janë themelore për zhvillimin ekonomik, teknologjik dhe ekonomik të vendit tonë. dhe baza e mirëqenies materiale. Çdo vit, më shumë se 5,000 studiues përdorin APS për të prodhuar më shumë se 2,000 botime, duke detajuar zbulime të rëndësishme dhe duke zgjidhur strukturat më të rëndësishme biologjike të proteinave sesa çdo përdorues tjetër i objekteve kërkimore të rrezeve X. Teknologjitë inovative të shkencëtarëve dhe inxhinierëve të APS qëndrojnë në themel të zhvillimit të përshpejtuesve dhe burimeve të dritës. Këto përfshijnë pajisje hyrëse që prodhojnë rrezet X jashtëzakonisht të ndritshme të çmuara nga studiuesit, lente që i fokusojnë rrezet X deri në disa nanometra, instrumente që maksimizojnë ndërveprimin e rrezeve X me mostrën nën studim dhe pajisje që mbledhin dhe montojnë softuerë me rreze X. Menaxhoni vëllime të mëdha të të dhënave nga studimet APS.
Ky hulumtim përdori burime nga Advanced Photon Source, një strukturë përdoruesish e Zyrës së Shkencës së DOE-së e menaxhuar nga Laboratori Kombëtar Argonne i Zyrës së Shkencës së DOE-së sipas Kontratës Nr. DE-AC02-06CH11357.
Laboratori Kombëtar Argonne është i përkushtuar për zgjidhjen e problemeve urgjente kombëtare të shkencës dhe teknologjisë. Laboratori Kombëtar Argonne, laboratori i parë kombëtar në Shtetet e Bashkuara, kryen kërkime shkencore bazë dhe të aplikuara të nivelit të lartë në pothuajse çdo disiplinë shkencore. Studiuesit e Laboratorit Kombëtar Argonne punojnë ngushtë me studiues nga qindra kompani, universitete dhe agjenci federale, shtetërore dhe komunale për t'i ndihmuar ata të zgjidhin probleme specifike, të çojnë përpara lidershipin shkencor të SHBA-së dhe të ndërtojnë një të ardhme më të mirë për kombin. Argonne ka punonjës nga më shumë se 60 kombësi dhe menaxhohet nga Argonne LLC në Çikago, pjesë e Zyrës së Shkencës të Departamentit të Energjisë të SHBA-së.
Zyra e Shkencës e Departamentit të Energjisë të SHBA-së është financuesi më i madh i kërkimit shkencor fizik në Shtetet e Bashkuara dhe po punon për të adresuar disa nga sfidat më urgjente të kohës sonë. Për më shumë informacion, vizitoni https://energygy.gov/science.
Koha e postimit: 06 nëntor 2023