Forscher des Berkeley Lab erhalten DOE Early Career Research Awards

Drei Wissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) wurden vom Office of Science des US-Energieministeriums ausgewählt, um eine Förderung durch das Early Career Research Program (ECRP) zu erhalten. Darüber hinaus erhält ein Fakultätswissenschaftler mit einer gemeinsamen Anstellung am Berkeley Lab und der UC Berkeley ECRP-Mittel über ihre UC Berkeley-Zugehörigkeit.

Das Energieministerium gab heute die Auswahl von 93 Wissenschaftlern aus dem ganzen Land bekannt, die im Rahmen des Programms Forschungsförderung erhalten sollen. Die diesjährigen Preisträger repräsentieren 47 Universitäten und 12 DOE National Laboratories im ganzen Land.

„Die Unterstützung amerikanischer Wissenschaftler und Forscher zu Beginn ihrer Karriere wird sicherstellen, dass die Vereinigten Staaten weiterhin an der Spitze der wissenschaftlichen Entdeckungen bleiben“, sagte US-Energieministerin Jennifer M. Granholm. „Die heute angekündigte Finanzierung gibt den Empfängern die Ressourcen, Antworten auf einige der komplexesten Fragen zu finden und sich als Experten auf ihrem Gebiet zu etablieren.“

Das ECRP-Programm, das bereits zum 14. Mal durchgeführt wird, stärkt die wissenschaftliche Belegschaft des Landes, indem es außergewöhnliche Forscher zu Beginn ihrer Karriere unterstützt, wenn viele Wissenschaftler ihre prägendste Arbeit leisten. Die Auszeichnungen für eine Hochschule belaufen sich über einen Zeitraum von fünf Jahren auf etwa 875.000 US-Dollar, für Auszeichnungen an ein nationales DOE-Labor beträgt der Durchschnitt über einen Zeitraum von fünf Jahren etwa 2.500.000 US-Dollar.

Nachfolgend sind die diesjährigen Preisträger des Berkeley Lab und ihre Projekte aufgeführt:

Sam Barber ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Beschleunigertechnologie und Angewandte Physik und arbeitet an der Entwicklung von Lichtquellen der nächsten Generation unter Verwendung von Laser-Plasma-Beschleunigern (LPAs). Auf Teilchenbeschleunigern basierende Lichtquellen dienen einer starken Gemeinschaft wissenschaftlicher Anwender, die diese Werkzeuge nutzen, um wichtige Forschung in Bereichen wie Biotechnologie, Quantenmaterialwissenschaft und Materie unter extremen Bedingungen durchzuführen. LPAs bieten einen neuen Ansatz zur Erzeugung und Beschleunigung geladener Teilchenstrahlen, der die Fähigkeiten und die zukünftige Entwicklung beschleunigerbasierter Lichtquellen erheblich verbessern wird. Barbers ECRP-Projekt „Erweiterung der Reichweite von Lichtquellenanlagen mit Präzisionslaser-Plasma-Injektoren“ entwickelt konkrete Schritte zur Ausschöpfung des maximalen Potenzials von LPAs für Lichtquellen und liefert einen Entwurf für deren Integration in bestehende und zukünftige Lichtquellenanlagen. Darüber hinaus erhielt Barber im Geschäftsjahr 23 eine LDRD-Finanzierung (Laboratory Directed Research and Development) für ein Projekt mit dem Titel „Optimierung hochheller Elektronenstrahlen von Laser-Plasma-Beschleunigern mithilfe von Ansätzen des maschinellen Lernens“. Diese Arbeit wird die Werkzeuge entwickeln, die zur effizienten Charakterisierung und Optimierung der von LPAs erzeugten Elektronenstrahlen erforderlich sind.

Lucas Brewer ist ein Forschungswissenschaftler in der Abteilung Beschleunigertechnologie und Angewandte Physik, der sich mit der Wissenschaft und den Anwendungen supraleitender Magnete beschäftigt. Zukünftige Experimente in der Hochenergiephysik erfordern neue Teilchenbeschleuniger mit einem beispiellosen Bedarf an schneller Beschleunigung mit hoher Leistung. Brouwers ECRP-Projekt „Fixed-Field Supraconducting Magnets for Rapid, High Power Acceleration of Myons and Protons“ zielt darauf ab, diese Anforderungen durch die Entwicklung von Fortschritten in der Festfeldbeschleunigung zu erfüllen, bei der alternierende Gradientenmagnetstrukturen zum Transport unterschiedlicher Strahlen eingesetzt werden Energie ohne Magnetfeldänderung. Seine Forschung wird Technologielücken schließen, indem er einen neuartigen supraleitenden Magneten optimiert und testet, der auf die Festfeldbeschleunigung zugeschnitten ist. Brouwer erhielt außerdem im Geschäftsjahr 23 Accelerator Stewardship-Mittel für ein Projekt mit dem Titel „Hochtemperatur-Supraleitermagnete für achromatische Protonentherapie-Gantries“. Diese Arbeit wird sich auf die Erprobung eines Prototyps eines supraleitenden Magneten konzentrieren, der das Potenzial hat, die Gesamtkosten von Behandlungsanlagen zu senken und schnellere Behandlungsmodalitäten zu ermöglichen.

Jin Qian , ein wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung für chemische Wissenschaften, arbeitet daran zu verstehen, wie sich die chemische Dynamik – die koordinierte Symphonie von Photonen, Elektronen und Atomen – auf die Energiegewinnung in großen und komplexen erneuerbaren Energieanwendungen auswirkt, beispielsweise auf die Kohlenstoffabscheidung und die Umwandlung von Kohlendioxid Emissionen in Kraftstoff und Wasserspaltung zur Herstellung von Wasserstoffkraftstoff. Qians ECRP-Projekt „From Molecules to Continuum: Exploring a Universal, Transferable, and Physics-Based Understanding of Chemical Dynamics from ab initio“ zielt darauf ab, den Bereich der Längen- und Zeitskalen zu erweitern, der der Computerchemie zugänglich ist. Ihr innovativer Ansatz wird Einblicke auf elektronischer Strukturebene in die chemische Dynamik heterogener Materialien liefern, die aus bis zu mehr als 10.000 Atomen bestehen. Qian erhielt außerdem im Geschäftsjahr 22 Early Career Development LDRD-Mittel für ein synergistisches Projekt mit dem Titel „Unravelling Chemical Dynamics through Development of a Digital Twin for Core-Level Spectroscopy“. Ziel dieser Arbeit ist der Aufbau eines „digitalen Universums“, das Experimentalchemikern hilft, ihre Forschung durch Echtzeitvorhersagen und Analysen ihrer Messungen zu beschleunigen.

Zusätzlich,Michael Zürch , Fakultätswissenschaftler in der Abteilung für Materialwissenschaften und Assistenzprofessor für Chemie an der UC Berkeley, erhielt über seine UC Berkeley-Zugehörigkeit einen ECRP-Preis. Sein ECRP-Projekt wird untersuchen, wie die chiralen Eigenschaften von Materialien durch Licht-Materie-Wechselwirkungen gesteuert werden können, was eine entscheidende Grenze in der Materialforschung darstellt. Das Projekt „Ultraschnelle Mechanismen der Chiralitätskontrolle in elektronischen Materialien“ wird Techniken wie ultraschnelle Spektroskopie im extremen Ultraviolett und ultraschnelle Elektronenbeugung einsetzen, um die chirale Ordnung während und nach der Wechselwirkung zwischen Licht und Materie zu untersuchen. Die Forschung könnte den Weg für innovative Anwendungen ebnen, einschließlich optisch wiederbeschreibbarer nichtflüchtiger Speicher und energieeffizienter Berechnungen.

Eine vollständige Liste der diesjährigen ECRP-Preisträger finden Sie auf der Website des Office of Science.

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Das Lawrence Berkeley National Laboratory und seine Wissenschaftler wurden 1931 mit der Überzeugung gegründet, dass die größten wissenschaftlichen Herausforderungen am besten von Teams bewältigt werden können, und wurden mit 16 Nobelpreisen ausgezeichnet. Heute entwickeln Forscher des Berkeley Lab nachhaltige Energie- und Umweltlösungen, schaffen nützliche neue Materialien, erweitern die Grenzen der Computertechnik und erforschen die Geheimnisse des Lebens, der Materie und des Universums. Wissenschaftler aus der ganzen Welt verlassen sich für ihre eigenen wissenschaftlichen Entdeckungen auf die Einrichtungen des Labors. Berkeley Lab ist ein nationales Multiprogrammlabor, das von der University of California für das Office of Science des US-Energieministeriums verwaltet wird.

Das Office of Science des DOE ist der größte Einzelförderer der Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften in den Vereinigten Staaten und arbeitet an der Bewältigung einiger der dringendsten Herausforderungen unserer Zeit. Weitere Informationen finden Sie unter energy.gov/science.