{"id":12993,"date":"2021-06-15T14:39:46","date_gmt":"2021-06-15T17:39:46","guid":{"rendered":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/?p=12993"},"modified":"2022-10-18T08:35:12","modified_gmt":"2022-10-18T11:35:12","slug":"sirius-world-brightest-synchrotron-light","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/mindthegraph.com\/blog\/de\/sirius-world-brightest-synchrotron-light\/","title":{"rendered":"SIRIUS: Der hellste Stern Brasiliens"},"content":{"rendered":"
\"Sirius<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

Benannt nach dem hellsten Stern am Nachthimmel, Sirius<\/a> ist eine der ersten Synchrotronlichtquellen der vierten Generation in der Welt und befindet sich in der Stadt Campinas im brasilianischen Bundesstaat S\u00e3o Paulo.<\/p>\n\n\n\n

Die komplexeste und gr\u00f6\u00dfte Anlage, die je in diesem Land gebaut wurde, Sirius, wird es Wissenschaftlern erm\u00f6glichen, Pionierforschung zu betreiben. Es werden bahnbrechende Entdeckungen in verschiedenen Bereichen wie Energie, Umwelt, Gesundheit und anderen erwartet. Sirius ist so konzipiert, dass es - genau wie der Stern - das hellste Licht von allen Ger\u00e4ten dieser Art hat. Und es ist bereit, eingesetzt zu werden.<\/p>\n\n\n\n

Sirius befindet sich in einer gro\u00dfen privaten Einrichtung namens Brasilianisches Zentrum f\u00fcr Energie- und Materialforschung (CNPEM), die dem brasilianischen Ministerium f\u00fcr Wissenschaft, Technologie und Innovation (MCTI) untersteht.<\/p>\n\n\n\n

Die Einrichtung ist die treibende Kraft hinter vier weiteren nationalen Labors. Als gemeinn\u00fctzige Einrichtung, die sich auf Forschung und Entwicklung konzentriert, hat das CNPEM die Aufgabe, Innovationen in verschiedenen Bereichen wie Materialien, Gesundheit, Lebensmittel, Umwelt, Energie und vielem mehr zu f\u00f6rdern. Das CNPEM ist in der Lage, wissenschaftliches und technologisches Wissen aus allen seinen nationalen Labors zu integrieren.<\/p>\n\n\n\n

Sirius arbeitet wie ein (riesiges) Mikroskop und deckt einen gro\u00dfen Teil des elektromagnetischen Spektrums ab, sein Licht reicht von Infrarotwellen bis zu Ultraviolett und umfasst auch R\u00f6ntgenstrahlen. Damit kann Sirius viele Materialeigenschaften auf molekularer und atomarer Ebene aufdecken und sogar elektronische Strukturen untersuchen.<\/p>\n\n\n\n

Dies erm\u00f6glicht multidisziplin\u00e4re Forschung zur Beantwortung akademischer und industrieller Fragen. Um das Synchrotronlicht zu erzeugen, werden geladene Teilchen - z. B. Elektronen - auf einem durch Magnetfelder kontrollierten Weg nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt.<\/p>\n\n\n\n

Heute gibt es weltweit mehr als eine Anlage, die mit Sirius vergleichbar ist, wie die Europ\u00e4ische Synchrotronstrahlungsanlage (ESRF) in Frankreich. Und vor Sirius nutzte das CNPEM eine andere \u00e4hnliche Anlage, die erste brasilianische Synchrotronlichtquelle - bekannt als UVX -.  <\/strong> viel kleiner als Sirius, mit hoher Zuverl\u00e4ssigkeit und Stabilit\u00e4t. Als Sirius jedoch fertiggestellt war, wurde das Ger\u00e4t abgeschaltet. Im Laufe der Jahre ben\u00f6tigten die Wissenschaftler mehr Informationen, als das UVX liefern konnte, und stie\u00dfen dabei an die Grenzen seiner r\u00e4umlichen und technischen Kapazit\u00e4ten.<\/p>\n\n\n\n

Die erste Diskussion \u00fcber das Sirius-Projekt fand im Jahr 2003 statt, und das Projekt nahm allm\u00e4hlich Gestalt an. Mit dem Bau des Geb\u00e4udes wurde 2015 begonnen, und 2018 wurde es schlie\u00dflich eingeweiht.<\/p>\n\n\n\n

Obwohl das Geb\u00e4ude fertiggestellt wurde, die n\u00e4chste Phase, in der die gesamte Ausr\u00fcstung untergebracht wird <\/a>war erst der Anfang.   <\/p>\n\n\n\n

Im Gegensatz zum UVX, das Materialien nur oberfl\u00e4chlich analysieren konnte, ist die von Sirius erzeugte Energie in der Lage, in harte und feste Materialien mit einer Tiefe von Zentimetern einzudringen.<\/p>\n\n\n\n

Es war wie eine Aufnahme bei schwachem Licht\", sagt Antonio Jos\u00e9 Roque da Silva, Physiker, Direktor von CNPEM und SIRIUS, in einer Erkl\u00e4rung \u00fcber das UVX. \"Sirius hat eine h\u00f6here Lichtintensit\u00e4t und nimmt deshalb schneller auf, wie ein Film statt eines Fotos\".<\/p>\n\n\n\n

Sirius hat zwei Mal mehr Energie und 360 Mal weniger Emittanz, was zu verschiedenen Lichtfrequenzen f\u00fchrt, die eine Milliarde Mal heller sind als UVX.<\/p>\n\n\n\n

Was die Funktionsweise des Ger\u00e4ts betrifft, so handelt es sich um die Sirius-Grundstruktur:<\/p>\n\n\n\n

Die Grundstruktur der Synchrotronlichtquelle besteht im Wesentlichen aus zwei gro\u00dfen Teilchenbeschleunigern, dem Einspritzsystem<\/strong> und die Speicherring<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n

Das Injektionssystem umfasst den Linearbeschleuniger (Linac) und das Injektorsynchrotron (Booster).<\/p>\n\n\n\n

Beide zusammen haben die Aufgabe, den Elektronenstrahl zu erzeugen und zu beschleunigen, bis er das f\u00fcr den Betrieb des Speicherrings erforderliche Energieniveau erreicht. <\/p>\n\n\n\n

Dar\u00fcber hinaus sind zwei Transportleitungen vorgesehen, von denen eine den Elektronenstrahl vom Linac zum Booster und die andere vom Booster zum Speicherring leitet.<\/p>\n\n\n\n

Der Linac erzeugt einen gepulsten Stromimpuls, und zwar zwei Impulse pro Sekunde, und der erzeugte Stromimpuls wird dann in den Booster eingespeist. <\/p>\n\n\n\n

Im Booster werden die Elektronenstrahlen beschleunigt, bis sie die notwendige Energie erreichen, um in den Speicherring injiziert zu werden.<\/p>\n\n\n\n

Im Speicherring wiederum, dem Hauptbeschleuniger, der den Elektronenstrahl \u00fcber lange Zeitr\u00e4ume speichert, wird schlie\u00dflich das Synchrotronlicht erzeugt.<\/p>\n\n\n\n

Au\u00dferdem wird zur Steuerung des Elektronenstrahls eine Kombination verschiedener Magnete, die ein Magnetfeld erzeugen, oder ein Magnetgitter verwendet, um den Fokus zu halten und den Elektronenstrahl zu korrigieren. <\/p>\n\n\n\n

Letztendlich wird das Synchrotronlicht in Experimentierstationen zur Verf\u00fcgung stehen, die sich um den Speicherring herum befinden und Beamlines genannt werden - hier werden die Wissenschaftler ihre Materialproben platzieren und Daten zur weiteren Untersuchung erzeugen.<\/p>\n\n\n\n

\"Sirius-Karte<\/a><\/figure>\n\n\n\n

Die obige Abbildung - verf\u00fcgbar auf der CNPEM-Website - zeigt eine Illustration von SIRIUS, bei der der durch den blauen Kreis dargestellte Speicherring einen Umfang von etwa 518 Metern hat, w\u00e4hrend der in Orange dargestellte Booster etwa 496 Meter lang ist.<\/p>\n\n\n\n

Linac hingegen ist mit nur 32 Metern viel kleiner, was durch die rosa Linie dargestellt wird.<\/p>\n\n\n\n

Diese Synchrotron-Lichtquellen der vierten Generation werden den Wissenschaftlern helfen, ihre Forschung im wahrsten Sinne des Wortes zu vertiefen, indem sie mehr Raum und bessere Instrumente zur Analyse komplexer Themen erhalten.<\/p>\n\n\n\n

So werden beispielsweise fortschrittlichere Bodenanalysen das Wissen \u00fcber die Entwicklung von D\u00fcngemitteln erweitern, was zur Herstellung von weniger toxischen Agrarprodukten f\u00fchren wird, was der menschlichen Gesundheit und der Umwelt zugute kommt.<\/p>\n\n\n\n

Ebenso wird Sirius es den Wissenschaftlern erm\u00f6glichen, durch eine umfassendere Untersuchung der Strukturen von Nanopartikeln neue Materialien zu entwickeln. <\/p>\n\n\n\n

Am 21. Oktober 2020 wurde die erste Sirius-Beamline namens Manac\u00e1 f\u00fcr die Forschung freigegeben. Diese Linie soll sich auf Makromolek\u00fcle konzentrieren und Proteine und ihre Wechselwirkungen mit Medikamenten untersuchen.<\/p>\n\n\n\n

K\u00fcnftig werden f\u00fcnf weitere Beamlines zur Verf\u00fcgung stehen, die Carna\u00faba, Cateret\u00ea, Ema, Ip\u00ea und Mogno hei\u00dfen. Jede von ihnen wird sich auf eine bestimmte Art von Analyse konzentrieren. Derzeit befinden sich diese Strahlrohre in einem fortgeschrittenen Stadium der Installation, und bis Ende 2021 sollen einige von ihnen fertiggestellt sein.<\/p>\n\n\n\n

Insgesamt wird die Sirius-Struktur 14 Arbeitsstationen haben. Das Gesamtprojekt umfasst sieben weitere Beamlines, die voraussichtlich im Jahr 2021 er\u00f6ffnet werden. Die Zahl der Strahlf\u00fchrungen kann jedoch schrittweise auf bis zu 40 Experimentierstationen erweitert werden.<\/p>\n\n\n\n

Sehen Sie sich ein Video \u00fcber den Bau von Sirius an hier<\/a>mit Erfahrungsberichten und Erkl\u00e4rungen direkt von den beteiligten Ingenieuren.<\/p>\n\n\n\n

Und Sie k\u00f6nnen auch besuchen CNPEM offizielle Website<\/a> die alle Informationen \u00fcber das SIRIUS-Projekt<\/a>. <\/p>\n\n\n\n

Schlie\u00dflich ist der Sirius nicht nur f\u00fcr brasilianische Wissenschaftler von Interesse, sondern die Begeisterung f\u00fcr Fortschritte in der Forschung geht um den ganzen Globus. Vorw\u00e4rts, Wissenschaft!<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/a><\/figure><\/div>\n\n\n\n

<\/p>\n\n\n\n

Und wussten Sie, dass Sie ein Bild von Ihrem Computer hochladen und in Ihrer Infografik verwenden k\u00f6nnen? Ja, das k\u00f6nnen Sie! <\/p>\n\n\n\n

So habe ich auch meine Infografik in diesem Artikel erstellt! Sehr cool, oder?<\/p>\n\n\n\n

Also, gehen wir zu Mind the Graph<\/a>und starten Sie Ihr Neusch\u00f6pfung<\/a>!<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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