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Luz produzida no Sirius permitirá pesquisar novos materiais

Roseli Andrion 08/02/2020 19h00

O idealizador do Sirius foi o engenheiro Antonio Ricardo Droher Rodrigues. Ele também foi o responsável pela criação do UVX, o acelerador de partículas de 2ª geração que antecedeu o Sírius. Rodrigues faleceu recentemente, no início de janeiro.

Quando foi concebido, em 2009, o Sírius foi pensado como um equipamento de 3ª geração. Em 2012, quando o projeto ficou pronto, ficou claro que, até o fim da construção, ele já estaria obsoleto se aquele plano fosse seguido. Decidiu-se, então, torná-lo um sistema de 4ª geração.

Da forma como foi construído, sua vida útil vai ser de pelo menos 30 anos. O Sírius está no limite do que a Física permite hoje. A obra e os equipamentos são financiados pelo Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações, enquanto o terreno é do governo estadual.

Até agora, o Sírius custou R$ 1,5 bilhão. Até 2021, serão R$ 1,8 bilhão no total. Uma das características do projeto é o alto índice de nacionalização: cerca de 86% dos dispositivos usados no complexo são nacionais.

Projetado para ter o maior brilho do mundo entre as fontes que atuam em sua faixa de energia, o Sírius se destaca pela qualidade da luz que vai produzir. Uma das formas mais efetivas de aumentar esse brilho é reduzir a emitância – uma medida do tamanho e da divergência angular do feixe de elétrons que corre no acelerador de partículas.

Então, quanto menor for essa divergência, ou seja, quanto mais bem direcionado o feixe de elétrons estiver, menor a emitância. E uma emitância baixa representa uma luz sincrotron de alto brilho. Isso depende diretamente da configuração da rede magnética do acelerador de partículas e é um dos principais parâmetros da luz sincrotron.

A luz síncrotron é formada a partir da perda de energia do elétron. Isso acontece quando ele faz a curva na estrutura do acelerador de partículas e passa por um dos campos magnéticos produzidos pelos imãs instalados ao longo da câmara de vácuo.

Por isso, para garantir a qualidade da luz produzida, é essencial que a rede projetada e a efetivamente construída sejam equivalentes. Isso quer dizer que as tolerâncias em relação a erros de construção, posicionamento e excitação dos componentes são mínimas.

A emitância natural do Sirius deve ser cerca de 360 vezes menor que a do UVX. Essa característica é essencial para algumas aplicações científicas e métodos experimentais, que só podem ser executados em fontes de luz de alto brilho. Ter a fonte de luz síncrotron mais brilhante é, então, um diferencial importante para o Brasil.

Em novembro de 2019, ocorreu a primeira volta de elétrons na câmara de vácuo. Em dezembro, partículas foram armazenadas no acelerador principal e a equipe conseguiu fazer a luz síncrotron chegar a uma das futuras linhas do Sírius. Em seguida, no mesmo mês, foram produzidas as primeiras imagens de microtomografia de raio-X no complexo.

As primeiras linhas de luz do Sírius devem entrar em operação ainda no segundo semestre de 2020. Em um primeiro momento, elas devem ser usadas por pesquisadores já experientes – como os que já contratavam os serviços do acelerador de partículas anterior, o UVX. Em 2021, 13 delas já devem estar em funcionamento.

Essas unidades de pesquisa permitem simular condições especiais e desenvolver novos materiais. Muitos cientistas usam essa luz nos mais diferentes experimentos. O Sírius quer atrair pesquisadores de todo o mundo para suas instalações.

No próximo episódio da série de reportagens sobre o Sírius, aqui no Olhar Digital Plus, você vai saber quais desafios tiveram de ser superados pela equipe que construiu o prédio que abriga a estrutura. Acompanhe no próximo sábado!

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