Use Case 05: Spektroskopie
Die inelastische Röntgen- und Neutronenstreuung (INS/IXS) zählt zu den bemerkenswertesten Techniken zur Untersuchung der Dynamik von kondensierter Materie. Solche Experimente sind jedoch nur an Großforschungseinrichtungen wie Kernreaktoren und Synchrotronen möglich. Die begrenzte Anzahl dieser Einrichtungen und ihre erheblichen Betriebskosten führen zu einem intensiven Wettbewerb unter Forschenden, die wertvolle Daten sammeln möchten, wodurch der Wert der produzierten Datensätze erheblich steigt. Daher kann die Bedeutung einer detaillierten Dokumentation, die diese Datensätze beschreibt, nicht hoch genug eingeschätzt werden. Jeder Datensatz erfordert ein robustes Set an Metadaten, um zukünftige (Re-)Analysen zu erleichtern. Unser Ziel in diesem Vorhaben ist es, geeignete Metadaten-Vokabulare für INS/IXS-Techniken zu etablieren und die Nutzung elektronischer Laborbücher (ELN) voranzutreiben, um die Dokumentation unserer Experimente zu vereinfachen und zu verbessern.
Zur Veranschaulichung dieses Ansatzes konzentrieren wir uns auf das Drei-Achsen-Spektrometer (TAS) als unseren Demonstrations-Use-Case. Dieses Instrument erzeugt Daten, die sich problemlos in einer ASCII-Datei organisieren lassen. Dennoch führen die Flexibilität eines TAS und sein breites Anwendungsspektrum zu einem komplexen Satz von Metadaten. Die Herausforderung wird noch größer, wenn Daten aus verschiedenen TAS-Instrumenten an unterschiedlichen Einrichtungen miteinander verglichen werden sollen. Hier haben wir ein umfassendes Metadatenset vorgeschlagen, das auf die meisten TAS-Experimente anwendbar ist [1], und stehen in Gesprächen mit Großforschungseinrichtungen, um dessen Implementierung voranzutreiben.
Parallel dazu widmen wir uns der Weiterentwicklung des elektronischen Laborbuchsystems (ELN), das darauf ausgelegt ist, MLZ-Nutzende bei der effizienten und mühelosen Dokumentation ihrer Experimente zu unterstützen. Unser Use Case hat aktiv zur Formulierung der wesentlichen Anforderungen für ein ELN beigetragen, das speziell auf die Bedürfnisse der Neutronen- und Röntgengemeinschaft zugeschnitten ist [2]. Derzeit freuen wir uns, mitteilen zu können, dass die grundlegenden Komponenten der ELN-Software kurz vor der Fertigstellung stehen und wir intensiv daran arbeiten, das Laborbuch zu testen und zu verfeinern, um die spezifischen Anforderungen von TAS-Experimenten am MLZ zu erfüllen.
[1] W. Lohstroh, F. Weber, S. Busch, H. Görzig, B. Murphy. (2024). DAPHNE4NFDI - Draft recommendations on metadata capture and specifications. Zenodo. https://doi.org/10.5281/zenodo.12169110
[2] Specifications for Electronic Laboratory Notebooks (ELN) in the Photon and Neutron Community (to be published): DOI:10.1080/08940886.2024.2432265