Երկիրը բարդ էկոհամակարգ է, և մեր տեղը դրանում կախված է բազմաթիվ տարբեր գործոններից։ Հողի առողջությունից մինչև օդի որակը, բույսերի և միկրոօրգանիզմների վարքագիծը, մեր բնական աշխարհը և դրա մյուս բնակիչներին հասկանալը կարևոր է մեր սեփական գոյատևման համար։ Քանի որ կլիման շարունակում է փոխվել, շրջակա միջավայրի և դրա բազմազան կյանքի ձևերի ուսումնասիրությունը միայն ավելի կարևոր կդառնա։
2023 թվականի հոկտեմբերին ԱՄՆ Էներգետիկայի դեպարտամենտի (DOE) Արգոնի ազգային լաբորատորիայի գիտության գրասենյակի շրջանակներում գործող «Advanced Photon Source» (APS) օգտագործողի հաստատությունը պաշտոնապես կմեկնարկի նոր ծրագիր՝ աշխարհի առաջատար լաբորատորիաներում կենսաբանական և շրջակա միջավայրի հետազոտությունների և վերլուծության հնարավորությունները ընդլայնելու համար: Ռենտգենյան դաշտ: eBERlight անունով ընկերությունը վերջերս հաստատում է ստացել ԱՄՆ Էներգետիկայի դեպարտամենտի կենսաբանական և շրջակա միջավայրի հետազոտությունների (BER) ծրագրից: Նպատակն է կապել BER առաքելության վրա փորձեր կատարող հետազոտողներին APS-ի աշխարհում առաջատար ռենտգենյան գիտական ռեսուրսների հետ: APS-ի բազմազան հնարավորություններին հասանելիությունը ընդլայնելով՝ eBERlight մտածողները հույս ունեն հայտնաբերել նոր գիտական մեթոդներ և ներգրավել հետազոտողների նոր միջառարկայական թիմեր՝ մեր ապրած աշխարհի վերաբերյալ նոր հեռանկարներ ուսումնասիրելու համար:
«Սա հնարավորություն է ստեղծելու ինչ-որ նոր բան, որը նախկինում APS-ում գոյություն չի ունեցել», - ասաց Արգոնի ազգային լաբորատորիայի սպիտակուցային բյուրեղաբան Քերոլայն Միխալսկան, որը ղեկավարում է eBERlight-ի վրա աշխատանքները: 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»«Մենք ընդլայնում ենք հասանելիությունը՝ ավելի շատ կենսաբանական և բնապահպանական հետազոտություններ հնարավոր դարձնելու համար, և քանի որ ծրագիրը շատ նոր է, գիտնականները, ովքեր կօգտագործեն այս հաստատությունը, օգնում են մեզ այն զարգացնել»։
1990-ականներին հիմնադրվելուց ի վեր, APS-ը առաջատար է եղել կենսաբանական հետազոտությունների «մակրոմոլեկուլային բյուրեղագրության» ոլորտում: Գիտնականներն օգտագործում են այս տեխնոլոգիան՝ վարակիչ հիվանդությունների և վիրուսների մասին ավելին իմանալու և պատվաստանյութերի և բուժումների հիմքը դնելու համար: APS-ը այժմ նպատակ ունի իր հաջողությունը տարածել կյանքի և շրջակա միջավայրի գիտության այլ ոլորտներում:
Այս ընդլայնման հետ կապված խնդիրներից մեկն այն է, որ շատ կենսաբաններ և շրջակա միջավայրի գիտնականներ տեղյակ չեն APS-ի՝ իրենց հետազոտությունները առաջ մղելու հնարավորություններից և ծանոթ չեն օբյեկտի պայծառ ռենտգենյան ճառագայթներ ստանալու գործընթացին: Նմանապես, շատ գիտնականներ չգիտեն, թե բազմաթիվ APS փորձարարական կայաններից, որոնք կոչվում են ճառագայթային գծեր, որն է լավագույն ընտրությունը իրենց փորձերի համար, քանի որ յուրաքանչյուր կայան օպտիմալացված է որոշակի գիտության և տեխնոլոգիայի համար:
Միխալսկան ասաց, որ այստեղ է, որ eBERlight-ը մտնում է խաղի մեջ։ Նա այն նկարագրեց որպես վիրտուալ էկոհամակարգ, որը նախատեսված է գիտնականներին կապելու ճիշտ տեխնոլոգիաների հետ՝ APS-ի ճիշտ ուղու վրա։ Հետազոտողները առաջարկներ կներկայացնեն eBERlight-ի անձնակազմին, որոնք կօգնեն համապատասխանեցնել փորձարարական նախագիծը առաջարկվող ուսումնասիրությունն իրականացնելու ճիշտ ալիքի հետ։ Նա ասաց, որ APS-ի հնարավորությունների բազմազանությունը նշանակում է, որ eBERlight-ը կարող է ազդեցություն ունենալ կենսաբանության և շրջակա միջավայրի գիտության բազմաթիվ ոլորտներում։
«Մենք ուսումնասիրում ենք, թե ինչ են ուսումնասիրում BER հետազոտողները և ինչպես կարող ենք լրացնել այդ հետազոտությունը», - ասաց նա։ 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。«Այս հետազոտողներից ոմանք երբեք չեն օգտագործել APS-ի նման սինխրոտրոն»։Նրանք սովորում են, թե ինչ գործիքներ են հասանելի և ինչ գիտական հարցեր կարող են լուծվել APS-ում, որոնք հնարավոր չէ լուծել այլուր։
«Սա հնարավորություն է կառուցելու մի նոր բան, որը նախկինում APS-ում գոյություն չի ունեցել։ Մենք ընդլայնում ենք կենսաբանական և շրջակա միջավայրի հետազոտությունների շրջանակը, և քանի որ սա նոր հետազոտություն է, գիտնականները, որոնք կօգտագործեն այս օբյեկտը, օգնում են մեզ մշակել նախագիծը։ — Կարոլին Միխալսկա, Արգոնի ազգային լաբորատորիա
Ինչ վերաբերում է eBERlight-ի կողմից խթանվող կոնկրետ գիտությանը, Միխալսկան ասաց, որ այն կներառի ամեն ինչ՝ հողի հետազոտություններից մինչև բույսերի աճեցում, ամպագոյացում և կենսավառելիք: APS ռենտգենյան գիտության բաժնի փոխտնօրեն Ստեֆան Վոգտը ցանկին ավելացրեց ջրի շրջապտույտը՝ նշելով, որ այս տեղեկատվությունը կարևոր է փոփոխվող կլիմայական պայմաններն ավելի լավ հասկանալու համար:
«Մենք ուսումնասիրում ենք կլիմայի գիտությանը վերաբերող հարցեր, և մենք պետք է շարունակենք ուսումնասիրել դրանք», - ասաց Վոգտը։ 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。"«Մենք պետք է հասկանանք, թե ինչպես պայքարել կլիմայի փոփոխության խորը էկոլոգիական հետևանքների դեմ»։
Թեև eBERlight-ը պաշտոնապես մեկնարկել է հոկտեմբերին, APS-ը կմնա մեկ տարվա ընդմիջումով՝ որպես համալիր արդիականացման մաս: Այս ընթացքում թիմը կաշխատի կենսաբանական և շրջակա միջավայրի նմուշառման համակարգի հետազոտման և մշակման, տվյալների բազաների մշակման և ծրագրի համար տեղեկատվական աշխատանքների իրականացման ուղղությամբ:
Երբ APS-ը կրկին գործարկվի 2024 թվականին, դրա հնարավորությունները զգալիորեն կընդլայնվեն: eBERlight թիմը երկարաժամկետ պայմանագրեր կկնքի 13 APS ալիքների հետ, որոնք ներկայացնում են տեխնոլոգիաների լայն շրջանակ: eBERlight-ի միջոցով աշխատող գիտնականները նաև հասանելիություն կունենան Argonne-ի ռեսուրսներին, ինչպիսիք են Argonne Computing Facility-ն, որտեղ գտնվում են DOE Office of Science-ի սուպերհամակարգիչները և լաբորատոր սուպերհամակարգիչները, և Advanced Center for Protein Characterization-ը, որտեղ սպիտակուցները բյուրեղացվում և պատրաստվում են վերլուծության:
Ծրագրի զարգացմանը զուգընթաց այն կօգտագործի կապերը Էներգետիկայի նախարարության Գիտության գրասենյակի այլ օգտատեր հաստատությունների հետ, ինչպիսիք են Խաղաղօվկիանոսյան հյուսիսարևմտյան ազգային լաբորատորիայի շրջակա միջավայրի մոլեկուլային գիտությունների լաբորատորիան և Լոուրենս Բերկլիի ազգային լաբորատորիայի համատեղ գենոմի ինստիտուտը։
«Երեխա մեծացնելու համար մի ամբողջ գյուղ է պետք, բայց գիտական խնդիր լուծելու համար էլ ավելի մեծ գյուղ է պետք», - ասել է արգոնցի ֆիզիկոս Զոու Ֆինֆրոկը, որը eBERlight թիմի անդամ է։ 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、地搃和环境、地搃和环境、地搃和环境 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、地搃和环境、地搃和环境、地搃和环境«Ես սիրում եմ eBERlight-ի բազմակողմանի բնույթը, քանի որ այն ձգտում է ստեղծել ինտեգրված հարթակ, որը առաջ է մղում կենսաբանական, ցամաքային և էկոլոգիական համակարգերի գիտական հետազոտությունները»։Հնչում է պարզ, բայց մասշտաբը և պոտենցիալ ազդեցությունը հսկայական են։
eBERlight-ի գաղափարը տարիներ շարունակ մշակվել է, ըստ Արգոնի ազգային լաբորատորիայի ավագ ֆիզիկոս և խմբի ղեկավար Քեն Քեմների։ Քեմներն աշխատել է APS-ում լաբորատորիայի 27 տարիների ընթացքում, որի մեծ մասն անցկացրել է շրջակա միջավայրի հետազոտողներին հաստատության ռեսուրսների հետ կապելով։ Այժմ eBERlight-ը կշարունակի այս աշխատանքը ավելի մեծ մասշտաբով, ասաց նա։ Նա անհամբեր սպասում է տեսնելու, թե ինչ նոր առաջընթացներ կգրանցվեն ջերմոցային գազերի, ճահճային էկոհամակարգերի և բույսերի ու միկրոօրգանիզմների փոխազդեցությունների հողի ու նստվածքների հետ հետազոտությունների միջոցով։
eBERlight-ի հաջողության գրավականը, ըստ Քեմների, սինխրոտրոնային գիտնականների, ինչպես նաև կենսաբանական և շրջակա միջավայրի գիտնականների վերապատրաստումն է։
«Դուք պետք է վերապատրաստեք ռադիոլոգներին, որպեսզի նրանք ավելի լավ հասկանան շրջակա միջավայրի գիտության խնդիրները և հարմարեցնեն տեխնոլոգիաները՝ շրջակա միջավայրի հետազոտական խնդիրները ավելի լավ լուծելու համար», - ասաց նա։ 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。«Դուք նաև պետք է կրթեք շրջակա միջավայրի գիտնականներին այն մասին, թե որքան լավ են լույսի աղբյուրները այս խնդիրները լուծելու համար։»Սա արվում է նրանց ներգրավման խոչընդոտները նվազեցնելու համար։
«Ֆոտոն» գիտական լաբորատորիայի փոխտնօրեն և APS-ի տնօրեն Լորան Շապոնն ասել է, որ նոր ծրագիրը նշանակում է APS-ին և դրա հնարավորություններին հասանելիության ժողովրդավարացում:
«Այս ծրագիրը կարևոր ուղերձ է հղում այն մասին, որ APS-ը կարևորագույն ռեսուրս է ազգի համար, որը կարող է մշակել ծրագրեր, որոնք կօգնեն լուծել հրատապ խնդիրներ, այս դեպքում՝ շրջակա միջավայրի և կենսաբանական խնդիրներ», - ասաց Չապոնը։ 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-ը համապարփակ լուծում կտրամադրի գիտնականներին, որոնք ձգտում են լուծել կենսաբանական գիտությունների գործնական նշանակություն ունեցող խնդիրներ»։
«Հուսով եմ, որ անկախ գիտնականների առջև ծառացած մեծ մարտահրավերներից, APS-ը կարող է օգնել նրանց», - ասաց նա։ 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。"«Այս խնդիրները մեզ բոլորիս վրա են ազդում»։
Արգոնի ղեկավարության հաշվողական կենտրոնը գիտական և ճարտարագիտական համայնքին տրամադրում է գերհաշվարկային հնարավորություններ՝ լայն շրջանակի ոլորտներում հիմնարար հայտնագործություններն ու ըմբռնումը խթանելու համար: ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության (DOE) առաջադեմ գիտական հաշվողական հետազոտությունների (ASCR) ծրագրի կողմից աջակցվող ALCF-ն DOE-ի բաց գիտությանը նվիրված երկու առաջատար հաշվողական կենտրոններից մեկն է:
ԱՄՆ Էներգետիկայի դեպարտամենտի գիտության գրասենյակի առաջադեմ ֆոտոնային աղբյուրը (APS) Արգոնի ազգային լաբորատորիայում աշխարհի ամենաարդյունավետ ռենտգենյան աղբյուրներից մեկն է: APS-ը բարձր պայծառության ռենտգենյան ճառագայթներ է մատակարարում նյութագիտության, քիմիայի, խտացված նյութի ֆիզիկայի, կենսաբանական և շրջակա միջավայրի գիտությունների, ինչպես նաև կիրառական հետազոտությունների ոլորտի հետազոտողների բազմազան խմբին: Այս ռենտգենյան ճառագայթները իդեալական են նյութերի և կենսաբանական կառուցվածքների, տարրերի բաշխման, քիմիական, մագնիսական և էլեկտրոնային վիճակների, ինչպես նաև տեխնոլոգիապես կարևոր ինժեներական համակարգերի մի շարք ուսումնասիրության համար՝ մարտկոցներից մինչև ներարկման ծայրակալներ, որոնք հիմնարար նշանակություն ունեն մեր երկրի տնտեսական, տեխնոլոգիական և տնտեսական զարգացման համար: Նյութական բարեկեցության հիմքը: Ամեն տարի ավելի քան 5000 հետազոտողներ օգտագործում են APS-ը ավելի քան 2000 հրապարակումներ ստեղծելու համար, որոնք մանրամասն նկարագրում են կարևոր հայտնագործությունները և լուծում ավելի կարևոր կենսաբանական սպիտակուցային կառուցվածքներ, քան ռենտգենյան հետազոտական հաստատությունների ցանկացած այլ օգտագործող: APS գիտնականների և ինժեներների նորարարական տեխնոլոգիաները հիմք են հանդիսանում արագացուցիչների և լույսի աղբյուրների զարգացման համար: Դրանք ներառում են մուտքային սարքեր, որոնք ստեղծում են հետազոտողների կողմից գնահատված չափազանց պայծառ ռենտգենյան ճառագայթներ, ոսպնյակներ, որոնք կենտրոնացնում են ռենտգենյան ճառագայթները մինչև մի քանի նանոմետր, սարքեր, որոնք մեծացնում են ռենտգենյան ճառագայթների փոխազդեցությունը ուսումնասիրվող նմուշի հետ, և սարքեր, որոնք հավաքում և հավաքում են ռենտգենյան ծրագրային ապահովում: Կառավարեք APS ուսումնասիրություններից ստացված մեծ ծավալի տվյալներ:
Այս հետազոտությունը օգտագործել է Advanced Photon Source-ի ռեսուրսները, որը ԱՄՆ Գիտությունների նախարարության Գիտության գրասենյակի օգտագործողի հաստատություն է, որը կառավարվում է ԱՄՆ Գիտությունների նախարարության Արգոնի ազգային լաբորատորիայի կողմից՝ DE-AC02-06CH11357 պայմանագրի համաձայն։
Արգոնի ազգային լաբորատորիան նվիրված է ազգային գիտական և տեխնոլոգիական հրատապ խնդիրների լուծմանը: Արգոնի ազգային լաբորատորիան, որը Միացյալ Նահանգների առաջին ազգային լաբորատորիան է, իրականացնում է առաջատար հիմնարար և կիրառական գիտական հետազոտություններ գրեթե բոլոր գիտական ոլորտներում: Արգոնի ազգային լաբորատորիայի հետազոտողները սերտորեն համագործակցում են հարյուրավոր ընկերությունների, համալսարանների և դաշնային, նահանգային և մունիցիպալ գործակալությունների հետազոտողների հետ՝ նրանց օգնելու լուծել որոշակի խնդիրներ, առաջ մղել ԱՄՆ գիտական առաջնորդությունը և կառուցել ավելի լավ ապագա ազգի համար: Արգոնն ունի ավելի քան 60 ազգության աշխատակիցներ և կառավարվում է Չիկագոյում գտնվող Argonne LLC-ի կողմից, որը ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության Գիտության գրասենյակի մաս է կազմում:
ԱՄՆ Էներգետիկայի նախարարության Գիտության գրասենյակը ֆիզիկական գիտությունների հետազոտությունների ամենամեծ ֆինանսավորողն է Միացյալ Նահանգներում և աշխատում է լուծել մեր ժամանակների ամենահրատապ մարտահրավերներից մի քանիսը: Լրացուցիչ տեղեկությունների համար այցելեք https://energy.gy.gov/science կայքը:
Հրապարակման ժամանակը. Նոյեմբերի 06-2023