Az éjszakai égbolt legfényesebb csillagáról kapta a nevét, Sirius a világ egyik első, negyedik generációs szinkrotron fényforrása, amely Brazíliában, São Paulo államban, Campinas városában található.
Az országban valaha épített legösszetettebb és legnagyobb berendezés, a Sirius lehetővé teszi a tudósok számára, hogy határkutatásokat folytassanak. Áttörő felfedezések várhatók többek között az energia, a környezetvédelem és az egészségügy különböző területein. A Siriust úgy tervezték, hogy - a csillaghoz hasonlóan - a legfényesebb fénnyel rendelkezzen az összes ilyen jellegű berendezés közül. És készen áll a használatra.
A Sirius egy nagy magánintézményben, a Brazil Energetikai és Anyagkutatási Központban (CNPEM) található, amely a Brazil Tudományos, Technológiai és Innovációs Minisztérium (MCTI) felügyelete alatt áll.
Az intézmény a többi négy nemzeti laboratóriumot irányítja. A CNPEM kutatásra és fejlesztésre összpontosító nonprofit intézmény, amelynek feladata az innováció támogatása különböző területeken, például az anyagok, az egészségügy, az élelmiszer, a környezetvédelem, az energia és még sok más területen. A CNPEM képes integrálni az összes nemzeti laboratórium tudományos és technológiai ismereteit.
A (hatalmas) mikroszkópként működő Szíriusz az elektromágneses spektrum nagy részét lefedi, fénye az infravörös hullámoktól az ultraibolya hullámokig terjed, és a röntgensugárzást is magában foglalja. Mindezzel felszerelve a Sirius képes lesz számos anyagi jellemzőt feltárni, molekuláris és atomi szinten, sőt, még az elektronszerkezeteket is megvizsgálhatja.
Ez lehetővé teszi a multidiszciplináris kutatást, amely tudományos és ipari kérdésekre ad választ. A szinkrotronfény előállításához a töltött részecskéket - például az elektronokat - a fénysebesség mellett gyorsítják fel egy mágneses mezők által szabályozott úton.
Ma már több, a Siriushoz hasonló berendezés is van a világon, mint például a Franciaországban található Európai Szinkrotron Sugárzási Létesítmény (ESRF). A Szíriusz előtt pedig a CNPEM intézmény egy másik hasonló berendezést, az első brazil szinkrotron fényforrást - az UVX-et - használta. sokkal kisebb, mint a Sirius, nagy megbízhatósággal és stabilitással. Amikor azonban a Sirius elkészült, a berendezéseket lekapcsolták. Az évek során a tudósoknak több információra volt szükségük, mint amennyit az UVX biztosítani tudott, elérve a fizikai hely és a technikai kapacitások határait.
A Sirius projektről szóló első megbeszélések 2003-ban kezdődtek, amikor a projekt kezdett formát ölteni. Az építési létesítmény építése 2015-ben kezdődött, és 2018-ban végül felavatták.
Bár az épületet befejezték, a következő lépés az összes berendezés elhelyezése még csak most kezdődött.
Az UVX-től eltérően, amely csak felszíni szinten tudta elemezni az anyagokat, a Sirius által generált energia képes behatolni a kemény és szilárd anyagokba centiméteres mélységig.
"Olyan volt, mintha egy gyenge fényviszonyok között készült volna a kép - mondja Antonio José Roque da Silva fizikus, a CNPEM és a SIRIUS igazgatója az UVX-ről szóló nyilatkozatában. "A Siriusnak nagyobb a fényintenzitása, és emiatt gyorsabb módon rögzít, mint egy filmet a fotó helyett".
A Szíriusz kétszer több energiával és 360-szor kisebb emisszióval rendelkezik, ami a fény különböző frekvenciáin egymilliárdszor fényesebb fényt eredményez, mint az UVX.
Ami a berendezés működését illeti, ez a Sirius alapszerkezete:
A Szinkrotron Fényforrás alapszerkezete lényegében két nagy részecskegyorsítóból áll, a következőkből Befecskendező rendszer és a Tároló gyűrű.
Az injektoros rendszer a lineáris gyorsítót (Linac) és az injektoros szinkrotront (Booster) foglalja magában.
Mindkettőnek együttesen az a szerepe, hogy létrehozza az elektronsugarat, és addig gyorsítja, amíg el nem éri a tárológyűrűben való működéshez szükséges energiaszintet.
Ezenkívül két transzportvezetéket is tartalmaz, amelyek közül az egyik az elektronsugarat a Linacból a Boosterbe, a másik pedig a Boosterből a tárológyűrűbe továbbítja.
A Linac impulzusos módon, azaz másodpercenként kétszeres impulzusokkal termel áramot, majd az előállított áramimpulzust a Boosterbe injektálja.
A Boosterben az elektronsugarakat addig gyorsítják, amíg el nem érik a tárológyűrűbe történő befecskendezéshez szükséges energiaszintet.
A tárológyűrű, amely a fő gyorsító, felelős a hosszú ideig tárolt elektronsugár fenntartásáért, az a hely, ahol végül a szinkrotronfény keletkezik.
Ezenkívül az elektronsugár útvonalának szabályozására különböző mágneses mezőt előállító mágnesek - vagy mágneses rácsok - kombinációját fogják használni a fókusz fenntartására és az elektronsugár útvonalának korrigálására.
Végül a szinkrotronfény a tárológyűrű körül elhelyezett kísérleti állomásokon, az úgynevezett Beamline-okon lesz elérhető - itt fogják a tudósok elhelyezni az anyagmintáikat, és adatokat készíteni a további tanulmányozáshoz.
A fenti képen - amely a CNPEM honlapján található - a SIRIUS illusztrációja látható, ahol a kék kör által ábrázolt tárológyűrű kerülete körülbelül 518 méter, míg a narancssárga színnel ábrázolt Boosteré körülbelül 496 méter.
A Linac viszont jóval kisebb, mindössze 32 méteres, amit a rózsaszín vonal jelez.
Így ezek a negyedik generációs szinkrotron fényforrások segíteni fogják a tudósokat, hogy a szó szoros értelmében mélyebbre menjenek a kutatásaikban, teret és jobb eszközöket szerezve az összetett témák elemzéséhez.
A fejlettebb talajelemzés például növelni fogja a műtrágyák fejlesztésével kapcsolatos ismereteket, ami kevésbé mérgező mezőgazdasági termékek előállításához vezet, ami az emberi egészség és a környezet javát szolgálja.
Hasonlóképpen, a Sirius a nanorészecskék szerkezetének teljesebb tanulmányozása révén lehetővé teszi a tudósok számára új anyagok kifejlesztését.
2020. október 21-én megnyílt a kutatási célú felhasználás előtt az első Sirius sugárvonal, a Manacá. Ez a vonal a makromolekulákra, a fehérjék és a gyógyszerekkel való kölcsönhatásaik tanulmányozására összpontosít.
A jövőben további öt sugárvonal áll majd rendelkezésre: Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê és Mogno. Mindegyikük egy-egy speciális elemzési típusra fog összpontosítani. Jelenleg ezek a sugárvonalak a telepítés előrehaladott szakaszában vannak, és 2021 végére néhányuknak be kell fejeződnie.
A Sirius szerkezet összesen 14 munkaállomással rendelkezik majd. A teljes projekt hét másik sugárvonalat is magában foglal, amelyeket várhatóan 2021-ben nyitnak meg. A sugárvonalak száma azonban fokozatosan bővíthető, elérve akár a 40 kísérleti állomást is.
Nézze meg a Sirius építéséről szóló videót itt, közvetlenül az érintett mérnököktől származó beszámolókkal és magyarázatokkal.
És akkor is látogasson el CNPEM hivatalos honlapja amely minden információt tartalmaz a a SIRIUS projekt.
Végül a Sirius nemcsak a brazil tudósok számára tartogat várakozásokat, hanem a kutatás előrehaladásának izgalma az egész világot átjárja. Hajrá tudomány!
Ráadásul tudtad, hogy feltölthetsz egy képet a számítógépedről, és felhasználhatod az infografikádban? Igen, megteheti!
Így készítettem az infografikát ebben a cikkben! Nagyon király, igaz?
Szóval, menjünk a Mind the Graph, és indítsa el a új teremtés!
Iratkozzon fel hírlevelünkre
Exkluzív, kiváló minőségű tartalom a hatékony vizuális
kommunikáció a tudományban.
Hungarian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak