Aufgabenbereich 1: Datengewinnung

Zusammenfassung

Die Verwaltung der Datenproduktion wird für Wissenschaftler zu einer zunehmenden Herausforderung. Dies gilt insbesondere in der Neutronen- und Röntgenforschung. Dort haben hochbrillante Quellen und schnelle zweidimensionale Detektoren zu einem raschen Anstieg der Qualität und Quantität der Daten geführt. Um von diesen Möglichkeiten zu profitieren, ist es wichtig, alle Daten und experimentrelevanten Informationen in einer klar dokumentierten Weise zu erfassen und so zu speichern, dass sie für die Nutzung und Wiederverwendung leicht gefunden und verstanden werden können. Dies ist leicht gesagt, erfordert aber komplexe technische Lösungen, die Beteiligung von Experten und ein hohes Maß an Kommunikation innerhalb und zwischen den Gemeinschaften. So wird sichergestellt, dass eine nachhaltige Lösung gefunden und beibehalten werden kann.

Herausforderungen und Ziele von TA1

Experimente in der Neutronen- und Röntgenforschung werden in der Regel an Großanlagen durchgeführt. Der Zugang zu Beamlines und Experimentierstationen wird auf der Grundlage von durch Fachkollegen geprüften Vorschlägen gewährt. Die erfolgreichen Antragsteller werden eingeladen, ihr Experiment entweder vor Ort oder aus der Ferne durchzuführen. Die Informationen, die für jedes Experiment zusammengetragen werden, gehen weit über die reine Detektorleistung hinaus und umfassen nicht nur Einzelheiten über den Strahlengang, die instrumentelle Austattung und das Versuchsprotokoll. Andere wertvolle Informationen sind bibliografische und Antragsdaten und Probenherkunft und -vorbereitung. Derzeit sind Qualität und Vollständigkeit der Daten sehr unterschiedlich, und noch nicht alle sind in digitaler Form zugänglich.

Teilaufgabe 1 wird sich mit der Standardisierung und automatischen Erstellung und Extraktion aller relevanten Metadaten zu Instrumenten und Proben zusammen mit den Messdaten und dem Versuchsprotokoll befassen. Um die Datenerfassung in Richtung der FAIR-Kriterien weiterzuentwickeln, sind die Ziele von TA1

Einführung benutzer- und einrichtungsfreundlicher elektronischer Laborjournale (ELN).
Vorschlag gemeinsamer Metadatenschemata und eines bereichsspezifischen Vokabulars in Zusammenarbeit mit der Gemeinschaft für die Datenerfassung und die automatische Eingabe in Datenkataloge.
Entwicklung von Werkzeugen für die einrichtungsübergreifende Erfassung von Geräte- und Probendaten.
Entwicklung von Standarddateiformaten, insbesondere für die Hochgeschwindigkeitsdatenerfassung.

Erfahrung und Fachwissen

DAPHNE bringt Nutzende und Betreibende von Instrumenten und Beamlines an Großforschungseinrichtungen zusammen, die ihre Erfahrungen und Fähigkeiten bei der automatischen Datenerfassung und den Qualitätsstandards für die Dokumentation der Experimente und die Archivierung der gesammelten Daten einbringen. Das breite Spektrum an wissenschaftlichen Hintergrund der Nutzenden von Neutronen- und Röntgenanlagen und die Bandbreite der experimentellen Techniken machen einheitliche Standards zu einer Herausforderung. Zunächst werden wir uns auf bestimmte Bereiche konzentrieren, um Standards für die (Meta-)Datenerfassung und Datenformate zu entwickeln und zu fördern. Die Schwerpunktbereiche sind:

Biologische Materie (Röntgenbildgebung & Bragg-Nanodiffraktion)
Dynamik in korrelierten Elektronensystemen (inelastische n/x-Spektroskopie)
Technische Materialwissenschaft (x/n-Tomographie und Bildgebung)
Weiche Materie und flüssige Grenzflächen (Reflektometrie)
Elektrochemie/Katalyse und Teilchenbeschleunigung (Hochenergie-Röntgenbeugung)
Protein- und Lebensmittelwissenschaften (Klein- und Weitwinkelbeugung)