Nomeado em homenagem à estrela mais brilhante do céu noturno, Sirius é uma das primeiras fontes de luz síncrotron de quarta geração do mundo e está localizada na cidade de Campinas, no estado de São Paulo, Brasil.
O Sirius, o maior e mais complexo equipamento já construído no país, permitirá que os cientistas desenvolvam pesquisas de ponta. São esperadas descobertas revolucionárias em diferentes campos, como energia, meio ambiente, saúde, entre outros. O Sirius foi projetado para ter - assim como a estrela - a luz mais brilhante de todos os equipamentos do gênero. E está pronto para ser usado.
O Sirius está localizado em uma instituição grande e privada chamada Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), que está sob a supervisão do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI).
A instituição dirige outros quatro laboratórios nacionais. Sendo uma instituição sem fins lucrativos voltada para a pesquisa e o desenvolvimento, o CNPEM tem a função de apoiar a inovação em diferentes áreas, como materiais, saúde, alimentos, meio ambiente, energia e muito mais. O CNPEM é capaz de integrar o conhecimento científico e tecnológico de todos os seus laboratórios nacionais.
Funcionando como um (enorme) microscópio, o Sirius cobre uma grande parte do espectro eletromagnético, sua luz vai das ondas infravermelhas ao ultravioleta e também inclui raios X. Equipado com tudo isso, o Sirius será capaz de revelar muitas características de materiais, em níveis moleculares e atômicos, e até mesmo examinar estruturas eletrônicas.
Isso permite pesquisas multidisciplinares que responderão a questões acadêmicas e industriais. Para produzir a luz síncrotron, as partículas carregadas, como os elétrons, são aceleradas próximo à velocidade da luz em uma rota controlada por campos magnéticos.
Hoje, há mais de um equipamento análogo ao Sirius no mundo, como o European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), localizado na França. E antes do Sirius, a instituição CNPEM utilizava outro equipamento semelhante, a primeira fonte de luz síncrotron brasileira - conhecida como UVX -, que foi o primeiro equipamento de radiação síncrotron do Brasil. muito menor que o Sirius, com alta confiabilidade e estabilidade. No entanto, quando o Sirius foi concluído, o equipamento foi desligado. Com o passar dos anos, os cientistas precisaram de mais informações do que o UVX poderia fornecer, atingindo seus limites de espaço físico e capacidade técnica.
Em uma linha do tempo, a primeira discussão sobre o projeto Sirius foi em 2003, com o projeto começando a tomar forma. A construção do prédio começou em 2015 e, em 2018, foi finalmente inaugurada.
Embora o edifício tenha sido concluído, a próxima etapa de colocar todo o equipamento dentro estava apenas começando.
Diferentemente do UVX, que só podia analisar materiais em níveis superficiais, a energia gerada pelo Sirius é capaz de penetrar em materiais duros e sólidos com uma profundidade de centímetros.
"Foi como tirar uma foto com pouca luz - diz Antonio José Roque da Silva, físico, diretor do CNPEM e da SIRIUS em uma declaração sobre o UVX. "O Sirius tem mais intensidade de luz e, por isso, vai capturar de forma mais rápida, como um filme em vez de uma foto".
O Sirius terá duas vezes mais energia e 360 vezes menos emitância, levando a diferentes frequências de luz um bilhão de vezes mais brilhantes do que o UVX.
Com relação ao funcionamento do equipamento, esta é a estrutura básica do Sirius:
A estrutura básica da Fonte de Luz Síncrotron consiste, essencialmente, em dois conjuntos principais de aceleradores de partículas, o Sistema de injeção e o Anel de armazenamento.
O Sistema de Injeção admite o Acelerador Linear, ou Linac, e o Síncrotron Injetor, ou Booster.
Juntos, ambos têm a função de produzir o feixe de elétrons e acelerá-lo até atingir o nível de energia necessário para operar no anel de armazenamento.
Além disso, estão incluídas duas linhas de transporte, uma que transfere o feixe de elétrons do Linac para o Booster e a outra do Booster para o anel de armazenamento.
O Linac produz um pulso de corrente de forma pulsada, especificamente, duas vezes por segundo, e o pulso de corrente produzido é injetado no Booster.
Uma vez no Booster, os feixes de elétrons são acelerados até atingirem o nível de energia necessário para serem injetados no Anel de Armazenamento.
Por sua vez, o Anel de Armazenamento, que é o principal acelerador, responsável por sustentar o feixe de elétrons armazenado por longos períodos, é onde a luz síncrotron é finalmente produzida.
Além disso, para controlar a rota do feixe de elétrons, uma combinação de diferentes ímãs que produzem um campo magnético - ou Magnetic Lattice - será usada para manter o foco e corrigir a rota do feixe de elétrons.
No final, a luz síncrotron estará disponível em estações experimentais localizadas ao redor do Anel de Armazenamento, chamadas de Beamlines - é nesse local que os cientistas colocarão suas amostras de materiais e produzirão dados para estudá-los posteriormente.
A imagem acima - disponível no site do CNPEM - mostra uma ilustração da SIRIUS, onde o Storage Ring representado pelo círculo azul tem cerca de 518 metros de circunferência, enquanto o Booster exibido em laranja tem cerca de 496 metros.
O Linac, por outro lado, é muito menor em tamanho, com apenas 32 metros, representado pela linha rosa.
Assim, essas fontes de luz síncrotron de quarta geração ajudarão os cientistas a se aprofundar - literalmente - em suas pesquisas, ganhando espaço e melhores ferramentas para analisar tópicos complexos.
Por exemplo, uma análise mais avançada do solo aumentará o conhecimento sobre o desenvolvimento de fertilizantes, levando à produção de produtos agrícolas menos tóxicos, beneficiando a saúde humana e o meio ambiente.
Da mesma forma, o Sirius também permitirá que os cientistas desenvolvam novos materiais devido a um estudo mais completo das estruturas das nanopartículas.
Em 21 de outubro de 2020, a primeira linha de luz Sirius, chamada Manacá, foi aberta para uso em pesquisa. Essa linha tem o objetivo de se concentrar em macromoléculas, estudando proteínas e suas interações com medicamentos.
No futuro, mais cinco linhas de luz estarão abertas para uso, denominadas Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê e Mogno. Cada uma delas se concentrará em um tipo específico de análise. Atualmente, essas linhas de luz estão em estágio avançado de instalação e, até o final de 2021, algumas deverão estar concluídas.
No total, a estrutura do Sirius terá 14 estações de trabalho. O projeto completo inclui outras sete linhas de luz, que deverão ser inauguradas em 2021. No entanto, o número de linhas de luz pode ser expandido gradualmente, chegando a 40 estações experimentais.
Assista a um vídeo sobre a construção do Sirius aquicom depoimentos e explicações diretamente dos engenheiros envolvidos.
E você também pode visitar Site oficial do CNPEM que contém todas as informações sobre o projeto SIRIUS.
No final das contas, o Sirius mantém as expectativas não apenas para os cientistas brasileiros, mas a empolgação com os avanços nas pesquisas se estende por todo o mundo. Força ciência!
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