Bumi adalah ekosistem yang kompleks, dan tempat kita di dalamnya bergantung pada banyak faktor yang berbeda. Mulai dari kesehatan tanah hingga kualitas udara hingga perilaku tumbuhan dan mikroorganisme, memahami dunia alam kita dan penghuninya sangat penting untuk kelangsungan hidup kita sendiri. Seiring dengan terus berubahnya iklim, mempelajari lingkungan dan beragam bentuk kehidupan di dalamnya akan menjadi semakin penting.
Pada Oktober 2023, Advanced Photon Source (APS), fasilitas pengguna di dalam Kantor Sains di Laboratorium Nasional Argonne Departemen Energi AS (DOE), akan secara resmi meluncurkan program baru untuk memperluas kemampuan penelitian dan analisis biologi dan lingkungan di laboratorium terkemuka dunia di bidang sinar-X. Sebuah perusahaan bernama eBERlight baru-baru ini menerima persetujuan dari program Penelitian Biologi dan Lingkungan (BER) Departemen Energi AS. Tujuannya adalah untuk menghubungkan para peneliti yang melakukan eksperimen pada misi BER dengan sumber daya sains sinar-X terkemuka dunia milik APS. Dengan memperluas akses ke beragam kemampuan APS, para pemikir eBERlight berharap dapat menemukan metode ilmiah baru dan menarik tim peneliti interdisipliner baru untuk mengeksplorasi perspektif baru tentang dunia tempat kita tinggal.
“Ini adalah kesempatan untuk menciptakan sesuatu yang baru yang belum pernah ada di APS sebelumnya,” kata Caroline Michalska, ahli kristalografi protein dari Argonne National Laboratory, yang memimpin pekerjaan pada 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“” 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”“Kami memperluas akses untuk memungkinkan lebih banyak penelitian biologi dan lingkungan, dan karena program ini masih sangat baru, para ilmuwan yang akan menggunakan fasilitas ini membantu kami mengembangkannya.”
Sejak didirikan pada tahun 1990-an, APS telah menjadi pemimpin di bidang "kristalografi makromolekuler" dalam penelitian biologi. Para ilmuwan menggunakan teknologi ini untuk mempelajari lebih lanjut tentang penyakit menular dan virus guna meletakkan dasar bagi vaksin dan pengobatan. APS kini bertujuan untuk memperluas kesuksesannya ke bidang ilmu hayati dan lingkungan lainnya.
Salah satu masalah dengan perluasan ini adalah banyak ilmuwan biologi dan lingkungan tidak menyadari kemampuan APS untuk membantu mereka memajukan penelitian mereka dan tidak terbiasa dengan proses menghasilkan sinar-X terang dari suatu objek. Demikian pula, banyak ilmuwan tidak tahu stasiun eksperimental APS mana, yang disebut beamline, yang merupakan pilihan terbaik untuk eksperimen mereka, karena setiap stasiun dioptimalkan untuk ilmu dan teknologi tertentu.
Michalska mengatakan di sinilah peran eBERlight. Ia menggambarkannya sebagai ekosistem virtual yang dirancang untuk menghubungkan para ilmuwan dengan teknologi yang tepat pada jalur APS yang tepat. Para peneliti akan mempresentasikan proposal kepada staf eBERlight yang akan membantu menyelaraskan desain eksperimental dengan saluran yang tepat untuk melakukan studi yang diusulkan. Ia mengatakan keragaman kemampuan APS berarti eBERlight dapat memberikan dampak di berbagai bidang biologi dan ilmu lingkungan.
“Kami sedang mempelajari apa yang sedang diteliti oleh para peneliti BER dan bagaimana kami dapat melengkapi penelitian tersebut,” katanya. 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。“Beberapa peneliti ini belum pernah menggunakan sinkrotron seperti APS.Mereka mempelajari alat apa saja yang tersedia dan pertanyaan ilmiah apa yang dapat dijawab di APS yang tidak dapat dilakukan di tempat lain.”
“Ini adalah kesempatan untuk membangun sesuatu yang baru yang belum pernah ada di APS sebelumnya. Kami memperluas cakupan penelitian biologi dan lingkungan, dan karena ini adalah penelitian baru, para ilmuwan yang akan menggunakan fasilitas ini membantu kami mengembangkan proyek tersebut.” — Caroline Michalska, Laboratorium Nasional Argonne
Mengenai ilmu pengetahuan spesifik yang akan dipromosikan oleh eBERlight, Michalska mengatakan bahwa itu akan mencakup segala hal mulai dari penelitian tanah hingga budidaya tanaman, pembentukan awan, dan biofuel. Stefan Vogt, wakil direktur Divisi Ilmu Sinar-X APS, menambahkan siklus air ke dalam daftar tersebut, mencatat bahwa informasi ini sangat penting untuk lebih memahami perubahan kondisi iklim.
“Kami sedang mempelajari pertanyaan-pertanyaan yang berkaitan dengan ilmu iklim, dan kami perlu terus mempelajarinya,” kata 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。”“Kita perlu memahami bagaimana cara mengatasi konsekuensi ekologis yang mendalam akibat perubahan iklim.”
Meskipun eBERlight resmi diluncurkan pada bulan Oktober, APS akan tetap vakum selama setahun sebagai bagian dari peningkatan fasilitas yang komprehensif. Selama waktu ini, tim akan bekerja untuk meneliti dan mengembangkan sistem pengambilan sampel biologis dan lingkungan, mengembangkan basis data, dan melakukan sosialisasi untuk program tersebut.
Ketika APS kembali beroperasi pada tahun 2024, kemampuannya akan diperluas secara signifikan. Tim eBERlight akan menjalin perjanjian jangka panjang dengan 13 saluran APS yang mewakili berbagai macam teknologi. Para ilmuwan yang bekerja melalui eBERlight juga akan memiliki akses ke sumber daya Argonne, seperti Fasilitas Komputasi Argonne, tempat superkomputer dan superkomputer laboratorium Kantor Sains DOE berada, dan Pusat Karakterisasi Protein Tingkat Lanjut, tempat protein dikristalkan dan dipersiapkan untuk analisis.
Seiring perkembangan program ini, program ini akan memanfaatkan koneksi dengan fasilitas pengguna Kantor Sains DOE lainnya, seperti Laboratorium Ilmu Molekuler Lingkungan di Pacific Northwest National Laboratory dan Institut Genom Gabungan di Lawrence Berkeley National Laboratory.
“Dibutuhkan seluruh komunitas untuk membesarkan seorang anak, tetapi dibutuhkan komunitas yang jauh lebih besar untuk memecahkan masalah ilmiah,” kata fisikawan Argonne, Zou Finfrock, anggota tim 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。“Saya menyukai sifat multifaset dari eBERlight karena berupaya menciptakan platform terintegrasi yang memajukan penelitian ilmiah ke dalam sistem biologi, terestrial, dan ekologi.Kedengarannya sederhana, tetapi skala dan potensi dampaknya sangat besar.
Gagasan untuk eBERlight telah dikembangkan selama bertahun-tahun, menurut Ken Kemner, seorang fisikawan senior dan pemimpin kelompok di Laboratorium Nasional Argonne. Kemner bekerja di APS selama 27 tahun berdirinya laboratorium tersebut, sebagian besar waktunya dihabiskan untuk menghubungkan para peneliti lingkungan dengan sumber daya lembaga tersebut. Sekarang eBERlight akan melanjutkan pekerjaan ini dalam skala yang lebih besar, katanya. Ia berharap dapat melihat terobosan baru apa yang akan dibuat melalui penelitian tentang gas rumah kaca, ekosistem lahan basah, dan interaksi tumbuhan dan mikroorganisme dengan tanah dan sedimen.
Menurut Kemner, kunci keberhasilan eBERlight terletak pada pelatihan para ilmuwan sinkrotron, serta ilmuwan biologi dan lingkungan.
“Anda harus melatih para ahli radiologi agar lebih memahami masalah ilmu lingkungan dan mengadaptasi teknologi untuk memecahkan masalah penelitian lingkungan dengan lebih baik,” katanya. 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。“Anda juga perlu mengedukasi para ilmuwan lingkungan tentang seberapa baik sumber cahaya dalam memecahkan masalah-masalah ini.Hal ini dilakukan untuk mengurangi hambatan dalam menarik minat mereka.
Laurent Chapon, wakil direktur Laboratorium Ilmu Foton dan direktur APS, mengatakan bahwa rencana baru ini berarti mendemokratisasi akses ke APS dan kemampuannya.
“Rencana ini mengirimkan pesan penting bahwa APS adalah sumber daya penting bagi negara, yang mampu mengembangkan program yang membantu memecahkan masalah mendesak, dalam hal ini masalah lingkungan dan biologi,” kata 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 akan menyediakan solusi komprehensif bagi para ilmuwan yang berupaya memecahkan masalah ilmu hayati yang relevan secara praktis.”
“Saya berharap, apa pun tantangan besar yang dihadapi para ilmuwan, APS dapat membantu mereka,” katanya. 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。”“Masalah-masalah ini memengaruhi kita semua.”
Fasilitas Komputasi Kepemimpinan Argonne (Argonne Leadership Computing Facility/ALCF) menyediakan kemampuan superkomputer bagi komunitas ilmiah dan teknik untuk memajukan penemuan dan pemahaman mendasar di berbagai disiplin ilmu. Didukung oleh program Penelitian Komputasi Ilmiah Lanjutan (Advanced Scientific Computing Research/ASCR) Departemen Energi AS (DOE), ALCF adalah salah satu dari dua pusat komputasi terkemuka DOE yang didedikasikan untuk sains terbuka.
Advanced Photon Source (APS) milik Kantor Sains Departemen Energi AS di Laboratorium Nasional Argonne adalah salah satu sumber sinar-X paling produktif di dunia. APS menyediakan sinar-X dengan kecerahan tinggi kepada beragam kelompok peneliti di bidang ilmu material, kimia, fisika zat terkondensasi, ilmu hayati dan lingkungan, serta penelitian terapan. Sinar-X ini ideal untuk mempelajari material dan struktur biologis; distribusi unsur; keadaan kimia, magnetik, dan elektronik; serta berbagai sistem teknik yang penting secara teknologi, dari baterai hingga nosel injeksi, yang mendasar bagi pembangunan ekonomi, teknologi, dan kesejahteraan material bangsa kita. Setiap tahun, lebih dari 5.000 peneliti menggunakan APS untuk menghasilkan lebih dari 2.000 publikasi, yang merinci penemuan penting dan memecahkan lebih banyak struktur protein biologis penting daripada pengguna fasilitas penelitian sinar-X lainnya. Teknologi inovatif para ilmuwan dan insinyur APS mendasari pengembangan akselerator dan sumber cahaya. Ini termasuk perangkat input yang menghasilkan sinar-X yang sangat terang yang sangat dihargai oleh para peneliti, lensa yang memfokuskan sinar-X hingga beberapa nanometer, instrumen yang memaksimalkan interaksi sinar-X dengan sampel yang sedang dipelajari, dan perangkat yang mengumpulkan dan menyusun perangkat lunak sinar-X. Mengelola volume data yang besar dari studi APS.
Penelitian ini menggunakan sumber daya dari Advanced Photon Source, fasilitas pengguna Kantor Sains DOE yang dikelola oleh Laboratorium Nasional Argonne dari Kantor Sains DOE di bawah Kontrak No. DE-AC02-06CH11357.
Laboratorium Nasional Argonne berkomitmen untuk memecahkan masalah sains dan teknologi nasional yang mendesak. Laboratorium Nasional Argonne, laboratorium nasional pertama di Amerika Serikat, melakukan penelitian ilmiah dasar dan terapan mutakhir di hampir setiap disiplin ilmu. Para peneliti Laboratorium Nasional Argonne bekerja sama erat dengan para peneliti dari ratusan perusahaan, universitas, dan lembaga federal, negara bagian, dan kota untuk membantu mereka memecahkan masalah spesifik, memajukan kepemimpinan ilmiah AS, dan membangun masa depan yang lebih baik bagi bangsa. Argonne memiliki karyawan dari lebih dari 60 kewarganegaraan dan dikelola oleh Argonne LLC di Chicago, bagian dari Kantor Sains Departemen Energi AS.
Kantor Sains Departemen Energi AS adalah penyandang dana terbesar untuk penelitian ilmu fisika di Amerika Serikat dan berupaya mengatasi beberapa tantangan paling mendesak di zaman kita. Untuk informasi lebih lanjut, kunjungi https://energy.gov/science.
Waktu posting: 06 November 2023