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World File Search System中子源
SLAC 国家加速器实验室 - NITRD
1 简介 光源和中子源通过捕捉复杂物质的结构和电磁动力学，在理解不同时间和长度尺度上复杂物质的基本特性方面发挥着关键作用。这些科学设施依赖于人类建造的一些最复杂的机器。例如，X射线自由电子激光器（XFEL）由粒子加速器驱动，产生高度相干的光以对样品进行详细成像，其操作需要许多子系统的紧密集成：高性能粒子加速器、产生X射线的灵敏磁波荡器、高功率X射线光学器件以及复杂的探测器和复杂的样品环境（例如与超快激光器同步泵浦）。全面利用光源和光束线的功能可以在生物学、化学、物理学和材料科学等广泛领域带来新的科学发现。越来越复杂的仪器和光源功能可以实现前所未有的测量，从而揭示物质的基本特性。然而，相对于巨大的实验需求，中子和光源的稀缺导致分配的光束时间短缺。因此，迫切需要开发实时数据分析和实验指导能力，以有效利用有限的实验时间并最大限度地提高收集数据的科学价值。此外，还需要减少目前花在设置设施以交付给不同实验上的大量时间。光源实验可以从数字孪生 (DT) 技术中受益匪浅，该技术可以利用先前的测量、已知参数和理论来指导实验期间的采样策略并产生独特的科学见解。DT 对于简化用户设施的运行至关重要，这涉及复杂的系统控制。光源也是开发和部署 DT 技术的理想试验台。此类试验台的经验对于开发可靠、可持续、可互操作的 DT 基础设施至关重要，这些基础设施可用于美国国家利益的众多应用领域（气候、能源网等）。复杂光源的一个突出例子是独一无二的高重复率它们是高度动态的系统，随着时间的推移，条件会发生许多有意和无意的变化，它们由多个复杂的相互作用的子系统组成，这些子系统需要协同运行才能获得最佳性能，它们具有可以轻松利用和与测量数据融合的物理模拟，与许多其他应用程序相比，它们为探索 DT 概念提供了更封闭的环境（例如，与全球气候的 DT 相比），并且全球有许多具有共享设计的光源，从而能够探索易于跨系统互操作和交换的技术。
初步调查结果
1977 年 8 月 4 日，美国国会通过了《能源部组织法》。成立新部门的根本原因是美国面临着日益严重的不可再生能源短缺问题，这种短缺加上我们对外国供应的日益依赖，对美国的国家安全以及美国公民的健康、安全和福利构成了严重威胁。为了解决这一问题，美国能源部成立，旨在全面、集中地关注能源政策、监管以及研究、开发和示范。该法案强调了该部门的使命，即提供科学发现、能力和主要科学工具，以改变对自然的理解，并促进美国的能源、经济和国家安全。国会认识到对手会试图破坏国家的科学研究和能源安全，因此确保新部门将获得适当的资源来实施其安全、反情报和情报政策。四十三年后，我们在国家安全创新和工业基础方面面临着类似的挑战。能源资源和安全对我们的国家安全和经济繁荣至关重要，人工智能 (AI) 和机器学习 (ML) 的革命也同样重要。人工智能和机器学习的进步正在迅速渗透到科学和技术的各个领域，并有望提高运营效率。深度学习技术使发现可以扩展到各个经济领域，从利用新方法创造可再生能源到优化运输路线，再到阅读医学图像，再到预测蛋白质折叠途径以发现药物。关键驱动因素是大型数据集、计算能力和数学/算法开发，所有这些都是能源部的关键能力。鉴于计算和存储所需的大量能源资源，获得具有成本效益和可靠的能源供应也至关重要。美国再次参与了一场竞赛，以确保我们和我们的盟友成为推动世界未来优势的科学和技术的卓越生产者。这场竞赛的结果并不确定。中国计划每年投入 300 亿美元，到 2030 年实现人工智能领域的领先地位，而目前估计，到 2022 年，美国政府在国防以外的支出水平将达到每年约 20 亿美元。然而，美国人民和美国政府拥有巨大的资源可供使用。如果获得适当的授权和资助，能源部国家实验室系统有可能在人工智能领域引领世界。鉴于能源部和国家实验室设施的现有和计划投资，这些设施可以生成大量数据集，以及可以处理数据的百亿亿次级计算机，从人工智能设计的工作流程到无论是在大型科学项目还是基础设施和采购中，到人工智能支持的科学“理解”，即解决因果关系并得出科学定律。能源部实验室可能是唯一能够将高性能计算机与先进光子源（阿贡）和散裂中子源（橡树岭）等发现机器连接起来的地方，从而允许对数据和流进行现场机器学习。它们还有可能将计算机科学家与领域专家聚集在一起，其规模是行业和学术界无法比拟的。国家人工智能指令呼吁努力提高访问
界面科学 - 橡树岭国家实验室
《橡树岭国家实验室评论》本期第一篇文章的标题为“界面科学：圆桌讨论”。此次圆桌讨论的想法来自 ORNL 评论编辑委员会的一次会议。我们正在寻找未来评论文章的有趣想法。我们得出结论，召集一群资深科学家进行热烈的讨论可以实现这一目标，并发现一些有趣的科学机会和 ORNL 的未来方向。我们选择“界面科学”作为讨论的主题，因为橡树岭国家实验室早就认识到跨越传统界限工作的重要性。当前 ORNL 战略计划中的愿景承认了“边界科学”不断扩大的机会的优势。 ORNL 的主要计划，如纳米科学、工程和技术以及复杂的生物系统，以及这些领域的实验室指导研究和开发项目，都有意调动了所有科学能力。我们认为 ORNL 应该继续这一承诺，以确保它在新世纪仍然是科学卓越的中心。本期的另一篇文章涉及一个项目，如果没有多学科研究和各机构之间的合作，这个项目就不可能实现。它的重点是 ORNL 构想的虚拟人类项目，其目标是开发一个高度复杂的计算机模型，以描述人体及其所有器官的结构和功能。预计新信息将来自各个学科的交叉，例如，当计算机科学家与生物医学工程师互动、化学家与生物学家交谈以及物理学家与生理学家交谈时。本期还提供了美国政府最大的土木工程项目散裂中子源 (SNS) 的最新进展，该项目将于 2006 年在 ORNL 建成。它的设计和建造将是多学科研究和六个能源部实验室合作的成果。除了为研究物理和生物材料的结构和原子相互作用提供中子外，SNS 还将成为中微子的来源，ORNL 建议将其用于具有天体物理学意义的中微子探测研究。本期还报道了 ORNL 涉及实验室、学术和工业合作伙伴的多学科研究和合作的其他例子。使用计算机发现新测序的人类染色体中的基因。以下是部分主题：天然气涡轮发电厂效率更高、排放更低，这在一定程度上得益于 ORNL 的材料研究。更高效的能源技术，例如燃气热泵空调、热泵热水器，以及利用阳光发电和直接照亮建筑物内部的方法。能源部结构与分子生物学中心（ORNL 的 17 个用户设施之一）的成立，该中心汇集了 ORNL 中子科学、质谱和计算机科学专家的才能，研究蛋白质等生物分子的相互作用。计划开发超人套装的早期版本，以增强人类的能力，例如力量、速度和耐力。使用 ORNL 的放射性离子束加速器获得的结果可帮助天体物理学家准确预测恒星爆炸时产生的同位素数量。整合科学需要一个环境，将学科领域中的杰出科学领袖聚集在一起，他们在其他领域具有能力和适当的观点，并致力于跨学科合作。这种环境必须包括特殊的实验研究设施、先进的计算和信息系统资源、吸引和培养下一代科学家的教育计划以及将实验室置于全球科学事业中心的合作伙伴关系。我们在 ORNL 拥有所有这些，甚至更多，您将在未来从实验室看到更多“界面科学”的证据。