Dünya karmaşık bir ekosistemdir ve bizim bu ekosistemdeki yerimiz birçok farklı faktöre bağlıdır. Toprak sağlığından hava kalitesine, bitkilerin ve mikroorganizmaların davranışlarına kadar, doğal dünyamızı ve diğer sakinlerini anlamak kendi hayatta kalmamız için kritik öneme sahiptir. İklim değişmeye devam ettikçe, çevreyi ve çeşitli yaşam formlarını incelemek daha da önem kazanacaktır.
Ekim 2023'te, ABD Enerji Bakanlığı'na (DOE) bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki Bilim Ofisi bünyesinde yer alan bir kullanıcı tesisi olan Gelişmiş Foton Kaynağı (APS), dünyanın önde gelen X-ışını laboratuvarlarında biyolojik ve çevresel araştırma ve analiz yeteneklerini genişletmek için yeni bir programı resmen başlatacak. eBERlight adlı bir şirket, yakın zamanda ABD Enerji Bakanlığı'nın Biyolojik ve Çevresel Araştırma (BER) programından onay aldı. Amaç, BER misyonunda deneyler yapan araştırmacıları APS'nin dünya lideri X-ışını bilim kaynaklarıyla buluşturmaktır. APS'nin çeşitli yeteneklerine erişimi genişleterek, eBERlight düşünürleri yeni bilimsel yöntemler keşfetmeyi ve yaşadığımız dünyaya yeni bakış açıları getirmek için yeni disiplinlerarası araştırma ekiplerini çekmeyi umuyorlar.
Argonne Ulusal Laboratuvarı'nda protein kristaloloğu olarak görev yapan ve eBERlight projesine liderlik eden Caroline Michalska, "Bu, APS'de daha önce var olmayan yeni bir şey yaratma fırsatı," dedi. 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”"Daha fazla biyolojik ve çevresel araştırmayı mümkün kılmak için erişimi genişletiyoruz ve program çok yeni olduğu için tesisi kullanacak bilim insanları da geliştirmemize yardımcı oluyor."
1990'larda kurulduğundan beri APS, biyolojik araştırmalarda "makromoleküler kristalografi" alanında lider konumdadır. Bilim insanları bu teknolojiyi, bulaşıcı hastalıklar ve virüsler hakkında daha fazla bilgi edinmek ve aşılar ile tedaviler için temel oluşturmak amacıyla kullanmaktadır. APS şimdi başarısını yaşam ve çevre bilimlerinin diğer alanlarına da genişletmeyi hedeflemektedir.
Bu genişlemenin bir sorunu, birçok biyoloji ve çevre bilimcisinin APS'nin araştırmalarını ilerletmelerine yardımcı olma yeteneklerinden habersiz olması ve bir nesnenin parlak X-ışınlarını üretme sürecine aşina olmamasıdır. Benzer şekilde, birçok bilim insanı, her istasyon belirli bir bilim ve teknoloji için optimize edildiğinden, APS'nin birçok deney istasyonundan (ışın hatları olarak adlandırılır) hangisinin deneyleri için en iyi seçim olduğunu bilmemektedir.
Michalska, eBERlight'ın tam da bu noktada devreye girdiğini söyledi. Bunu, bilim insanlarını doğru teknolojilerle ve doğru APS yoluyla buluşturmak için tasarlanmış sanal bir ekosistem olarak tanımladı. Araştırmacılar, deneysel tasarımı önerilen çalışmayı yürütmek için doğru kanalla uyumlu hale getirmeye yardımcı olacak eBERlight personeline öneriler sunacaklar. APS'nin yeteneklerinin çeşitliliğinin, eBERlight'ın biyoloji ve çevre biliminin birçok alanında etkili olabileceği anlamına geldiğini belirtti.
"BER araştırmacılarının ne üzerinde çalıştıklarını ve bu araştırmayı nasıl tamamlayabileceğimizi inceliyoruz," dedi. <“其中一些研究人员从未使用过APS 等同步加速器。 <“其中一些研究人员从未使用过APS 等同步加速器。"Bu araştırmacılardan bazıları APS gibi bir senkrotronu daha önce hiç kullanmadı.""APS'de hangi araçların mevcut olduğunu ve başka yerlerde yapılamayan hangi bilimsel soruların burada ele alınabileceğini öğreniyorlar."
“Bu, APS'de daha önce var olmayan yeni bir şey inşa etme fırsatı. Biyolojik ve çevresel araştırmaların kapsamını genişletiyoruz ve bu yeni bir araştırma olduğu için, tesisi kullanacak bilim insanları projenin geliştirilmesinde bize yardımcı oluyorlar.” — Caroline Michalska, Argonne Ulusal Laboratuvarı
eBERlight'ın destekleyeceği spesifik bilimsel konulara gelince, Michalska, toprak araştırmalarından bitki yetiştiriciliğine, bulut oluşumuna ve biyoyakıtlara kadar her şeyi kapsayacağını söyledi. APS X-ışını Bilim Bölümü Müdür Yardımcısı Stefan Vogt ise listeye su döngüsünü de ekleyerek, bu bilginin değişen iklim koşullarını daha iyi anlamak için kritik önem taşıdığını belirtti.
Vogt, "İklim bilimiyle ilgili soruları inceliyoruz ve bunları incelemeye devam etmeliyiz," dedi. 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。”“İklim değişikliğinin derin ekolojik sonuçlarıyla nasıl mücadele edeceğimizi anlamamız gerekiyor.”
eBERlight resmi olarak Ekim ayında faaliyete geçse de, APS kapsamlı bir tesis iyileştirme çalışmasının parçası olarak bir yıl süreyle faaliyetlerine ara verecek. Bu süre zarfında ekip, biyolojik ve çevresel örnekleme sistemi araştırmak ve geliştirmek, veri tabanları oluşturmak ve program için tanıtım çalışmaları yürütmek üzere çalışacak.
APS 2024'te tekrar faaliyete geçtiğinde, yetenekleri önemli ölçüde genişleyecektir. eBERlight ekibi, çok çeşitli teknolojileri temsil eden 13 APS kanalıyla uzun vadeli anlaşmalar imzalayacaktır. eBERlight aracılığıyla çalışan bilim insanları ayrıca, DOE Bilim Ofisi süper bilgisayarlarının ve laboratuvar süper bilgisayarlarının bulunduğu Argonne Hesaplama Tesisi ve proteinlerin kristalleştirildiği ve analiz için hazırlandığı Gelişmiş Protein Karakterizasyon Merkezi gibi Argonne kaynaklarına da erişebileceklerdir.
Program geliştikçe, Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı'nın Çevresel Moleküler Bilimler Laboratuvarı ve Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndaki Ortak Genom Enstitüsü gibi DOE Bilim Ofisi'nin diğer kullanıcı tesisleriyle olan bağlantılarından faydalanacaktır.
Argonne fizikçisi ve eBERlight ekibinin üyesi Zou Finfrock, "Bir çocuğu yetiştirmek için bir köy gerekir, ancak bilimsel bir problemi çözmek için daha da büyük bir köy gerekir" dedi. 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。“eBERlight’ın çok yönlü yapısını seviyorum çünkü biyolojik, karasal ve ekolojik sistemlere yönelik bilimsel araştırmaları ilerleten entegre bir platform oluşturmayı hedefliyor.”Basit gibi görünse de, kapsamı ve potansiyel etkisi muazzam.
Argonne Ulusal Laboratuvarı'nda kıdemli fizikçi ve grup lideri olan Ken Kemner'e göre, eBERlight fikri yıllardır üzerinde çalışılan bir proje. Kemner, laboratuvarın 27 yıllık tarihinde APS'de çalıştı ve bu sürenin büyük bir bölümünde çevre araştırmacılarını kurumun kaynaklarıyla buluşturdu. Şimdi eBERlight'ın bu çalışmayı daha büyük ölçekte sürdüreceğini söyledi. Sera gazları, sulak alan ekosistemleri ve bitkilerin ve mikroorganizmaların toprak ve tortuyla etkileşimleri üzerine yapılan araştırmalarla elde edilecek yeni atılımları görmeyi dört gözle bekliyor.
Kemner'e göre eBERlight'ın başarısının anahtarı, senkrotron bilimcilerinin yanı sıra biyoloji ve çevre bilimcilerinin de eğitilmesidir.
"Radyologları çevre bilimi sorunlarını daha iyi anlamaları ve teknolojiyi çevre araştırması sorunlarını daha iyi çözecek şekilde uyarlamaları için eğitmelisiniz," dedi. 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。"Ayrıca çevre bilimcilerini ışık kaynaklarının bu sorunları çözmede ne kadar etkili olduğu konusunda da eğitmeniz gerekiyor."Bu, onları çekmenin önündeki engelleri azaltmak amacıyla yapılıyor.
Foton Bilimi Laboratuvarı müdür yardımcısı ve APS direktörü Laurent Chapon, yeni planın APS'ye ve yeteneklerine erişimi demokratikleştirmek anlamına geldiğini söyledi.
Chapon, "Bu plan, APS'nin ulus için kritik bir kaynak olduğunu ve bu durumda çevresel ve biyolojik sorunlar gibi acil sorunların çözümüne yardımcı olacak programlar geliştirebilecek kapasitede olduğunu gösteren önemli bir mesaj veriyor" dedi. 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, pratik öneme sahip yaşam bilimleri sorunlarını çözmek isteyen bilim insanlarına kapsamlı bir çözüm sunacaktır.”
"Umarım bilim insanlarının karşılaştığı büyük zorluklar ne olursa olsun, APS onlara yardımcı olabilir," dedi. 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。”“Bu sorunlar hepimizi etkiliyor.”
Argonne Liderlik Hesaplama Tesisi, bilim ve mühendislik topluluğuna çok çeşitli disiplinlerde temel keşif ve anlayışı ilerletmek için süper bilgisayar yetenekleri sağlamaktadır. ABD Enerji Bakanlığı'nın (DOE) İleri Bilimsel Hesaplama Araştırma (ASCR) programı tarafından desteklenen ALCF, açık bilime adanmış iki önde gelen DOE hesaplama merkezinden biridir.
ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi'nin Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndaki Gelişmiş Foton Kaynağı (APS), dünyanın en verimli X-ışını kaynaklarından biridir. APS, malzeme bilimi, kimya, yoğun madde fiziği, yaşam ve çevre bilimleri ve uygulamalı araştırmalar alanlarında çeşitli araştırmacılara yüksek parlaklıkta X-ışınları sağlar. Bu X-ışınları, malzemelerin ve biyolojik yapıların incelenmesi; elementlerin dağılımı; kimyasal, manyetik ve elektronik durumlar; ayrıca pillerden enjeksiyon nozullarına kadar ulusumuzun ekonomik, teknolojik ve ekonomik kalkınması ve maddi refahının temeli olan bir dizi teknolojik açıdan önemli mühendislik sisteminin incelenmesi için idealdir. Her yıl 5.000'den fazla araştırmacı, APS'yi kullanarak 2.000'den fazla yayın üretmekte, önemli keşifleri detaylandırmakta ve X-ışını araştırma tesislerinin diğer kullanıcılarından daha fazla önemli biyolojik protein yapısını çözmektedir. APS bilim insanlarının ve mühendislerinin yenilikçi teknolojileri, hızlandırıcıların ve ışık kaynaklarının geliştirilmesinin temelini oluşturmaktadır. Bunlar arasında araştırmacılar tarafından çok değerli bulunan son derece parlak X-ışınları üreten giriş cihazları, X-ışınlarını birkaç nanometreye kadar odaklayan lensler, X-ışınlarının incelenen örnekle etkileşimini en üst düzeye çıkaran aletler ve X-ışını yazılımını toplayıp birleştiren cihazlar yer almaktadır. APS çalışmalarından elde edilen büyük veri hacimlerini yönetin.
Bu araştırmada, DOE Bilim Ofisi'ne bağlı Argonne Ulusal Laboratuvarı tarafından DE-AC02-06CH11357 sözleşme numarası kapsamında yönetilen, DOE Bilim Ofisi kullanıcı tesisi olan Gelişmiş Foton Kaynağı'nın kaynakları kullanılmıştır.
Argonne Ulusal Laboratuvarı, ulusal bilim ve teknoloji sorunlarına çözüm bulmaya kendini adamıştır. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki ilk ulusal laboratuvar olan Argonne Ulusal Laboratuvarı, neredeyse her bilimsel disiplinde en ileri düzeyde temel ve uygulamalı bilimsel araştırmalar yürütmektedir. Argonne Ulusal Laboratuvarı araştırmacıları, yüzlerce şirket, üniversite ve federal, eyalet ve belediye kurumundan araştırmacılarla yakın işbirliği yaparak, belirli sorunları çözmelerine, ABD'nin bilimsel liderliğini ilerletmelerine ve ülke için daha iyi bir gelecek inşa etmelerine yardımcı olmaktadır. Argonne'da 60'tan fazla farklı milletten çalışan bulunmaktadır ve ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi'nin bir parçası olan Chicago'daki Argonne LLC tarafından yönetilmektedir.
ABD Enerji Bakanlığı Bilim Ofisi, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki fizik bilimleri araştırmalarının en büyük finansörü olup, çağımızın en acil sorunlarından bazılarını ele almak için çalışmaktadır. Daha fazla bilgi için https://energy.gov/science adresini ziyaret edin.
Yayın tarihi: 06.11.2023