Pavadintas ryškiausios žvaigždės nakties danguje vardu, Sirius yra vienas pirmųjų pasaulyje ketvirtosios kartos sinchrotroninės šviesos šaltinių, esantis Kampinaso mieste San Paulo valstijoje, Brazilijoje.
Sudėtingiausia ir didžiausia kada nors šalyje pastatyta įranga "Sirius" leis mokslininkams plėtoti pažangiausius mokslinius tyrimus. Tikimasi proveržio atradimų įvairiose srityse, pavyzdžiui, energetikos, aplinkosaugos, sveikatos ir kitose. Sirius suprojektuotas taip, kad jo šviesa - kaip ir žvaigždės - būtų ryškiausia iš visų tokio pobūdžio įrenginių. Ir jis jau paruoštas naudoti.
"Sirius" yra didelėje privačioje institucijoje, vadinamoje Brazilijos energetikos ir medžiagų tyrimų centru (CNPEM), kurį prižiūri Brazilijos mokslo, technologijų ir inovacijų ministerija (MCTI).
Institucija vairuoja kitas keturias nacionalines laboratorijas. CNPEM yra ne pelno siekianti institucija, orientuota į mokslinius tyrimus ir taikomąją veiklą, todėl jos paskirtis - remti inovacijas įvairiose srityse, pavyzdžiui, medžiagų, sveikatos, maisto, aplinkos, energetikos ir kitose. CNPEM gali integruoti visų savo nacionalinių laboratorijų mokslines ir technologines žinias.
Sirijus, veikiantis kaip (didžiulis) mikroskopas, aprėpia didelę elektromagnetinio spektro dalį, jo šviesa sklinda nuo infraraudonųjų iki ultravioletinių bangų, taip pat apima ir rentgeno spindulius. Visa tai turėdamas "Sirius" galės atskleisti daugelį medžiagų savybių molekuliniu ir atominiu lygmenimis ir net ištirti elektronines struktūras.
Tai leidžia atlikti daugiadisciplininius tyrimus, kurie padės atsakyti į akademinius ir pramoninius klausimus. Sinchrotrono šviesai gauti įkrautos dalelės, pavyzdžiui, elektronai, greitinamos beveik iki šviesos greičio magnetiniais laukais valdomu keliu.
Šiuo metu pasaulyje yra ne vienas analogiškas Sirijaus įrenginys, pavyzdžiui, Europos sinchrotroninės spinduliuotės įrenginys (ESRF), esantis Prancūzijoje. O prieš Siriusą CNPEM institucija naudojosi kita panašia įranga, pirmuoju Brazilijos sinchrotroninės šviesos šaltiniu, vadinamu UVX. daug mažesnis nei "Sirius", pasižymi dideliu patikimumu ir stabilumu. Tačiau, kai "Sirius" buvo baigtas, įranga buvo išjungta. Bėgant metams mokslininkams reikėjo daugiau informacijos, nei UVX galėjo suteikti, ir buvo pasiektos jo fizinės erdvės ir techninių galimybių ribos.
Iš laiko juostos matyti, kad pirmą kartą apie projektą "Sirius" pradėta kalbėti 2003 m., kai projektas pradėjo formuotis. Statybos objektas pradėtas statyti 2015 m., o 2018 m. pagaliau buvo iškilmingai atidarytas.
Nors pastatas buvo baigtas statyti, kitas etapas - visos įrangos montavimas viduje. buvo tik pradžia.
Skirtingai nuo UVX, kuris galėjo analizuoti medžiagas tik paviršiniu lygmeniu, "Sirius" generuojama energija gali prasiskverbti į kietas ir kietas medžiagas centimetrų gylyje.
"Tai buvo tarsi fotografavimas esant silpnam apšvietimui, - sako fizikas, CNPEM ir SIRIUS direktorius Antonio José Roque da Silva pareiškime apie UVX. "Sirius" turi didesnį šviesos intensyvumą, dėl to jis fiksuos greičiau, tarsi filmą, o ne nuotrauką".
Sirijus turės du kartus daugiau energijos ir 360 kartų mažesnį spinduliavimą, todėl skirtingų dažnių šviesa bus milijardą kartų ryškesnė nei UVX.
Kalbant apie įrangos veikimą, tai yra Sirijaus pagrindinė struktūra:
Sinchrotrono šviesos šaltinio bazinę struktūrą iš esmės sudaro du pagrindiniai dalelių greitintuvų komplektai, t. y. Įpurškimo sistema ir Saugojimo žiedas.
Injekcinė sistema apima linijinį greitintuvą (Linac) ir inžektorinį sinchrotroną (Booster).
Abu kartu jie gamina elektronų pluoštą ir greitina jį tol, kol jis pasiekia energijos lygį, reikalingą veikti saugyklos žiede.
Be to, yra dvi transportavimo linijos, viena kurių elektronų pluoštą perduoda iš "Linac" į stiprintuvą, o kita - iš stiprintuvo į saugojimo žiedą.
"Linac" generuoja srovės impulsą impulsiniu būdu, tiksliau, du kartus per sekundę, ir tada sukurtas srovės impulsas įšvirkščiamas į stiprintuvą.
Patekę į stiprintuvą, elektronų spinduliai greitinami tol, kol pasiekia reikiamą energijos lygį, kad galėtų būti įšvirkšti į saugojimo žiedą.
Savo ruožtu saugojimo žiede, kuris yra pagrindinis greitintuvas, atsakingas už ilgai saugomo elektronų pluošto palaikymą, galiausiai sukuriama sinchrotroninė šviesa.
Be to, elektronų pluošto maršrutui valdyti bus naudojamas įvairių magnetų, sukuriančių magnetinį lauką, derinys - arba magnetinis tinklelis -, kuris palaikys fokusą ir koreguos elektronų pluošto maršrutą.
Galiausiai sinchrotrono šviesa bus galima naudotis eksperimentinėse stotyse, įrengtose aplink saugyklos žiedą, vadinamose "Beamlines" - čia mokslininkai dės savo medžiagų pavyzdžius ir kaups duomenis tolesniems tyrimams.
Pirmiau pateiktame paveikslėlyje, kurį galima rasti CNPEM interneto svetainėje, pavaizduota SIRIUS iliustracija, kurioje mėlynu apskritimu pavaizduoto saugojimo žiedo perimetras yra apie 518 metrų, o oranžine spalva pavaizduoto stiprintuvo - apie 496 metrus.
Kita vertus, "Linac" yra daug mažesnis - tik 32 metrų ilgio, pažymėtas rausva linija.
Taigi šie ketvirtosios kartos sinchrotrono šviesos šaltiniai padės mokslininkams gilintis - tiesiogine prasme - į savo tyrimus, įgyti erdvės ir geresnių priemonių sudėtingoms temoms analizuoti.
Pavyzdžiui, pažangesnė dirvožemio analizė padės geriau suprasti trąšų kūrimą, todėl bus gaminami mažiau toksiški žemės ūkio produktai, o tai bus naudinga žmonių sveikatai ir aplinkai.
Be to, "Sirius" taip pat leis mokslininkams kurti naujas medžiagas, nes bus galima išsamiau ištirti nanodalelių struktūras.
2020 m. spalio 21 d. moksliniams tyrimams pradėta naudoti pirmoji "Sirius" pluošto linija "Manacá". Ši linija skirta makromolekulių tyrimams, baltymų ir jų sąveikos su vaistais tyrimams.
Ateityje bus galima naudotis dar penkiomis spindulių linijomis: Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê ir Mogno. Kiekviena iš jų bus skirta tam tikros rūšies analizei. Šiandien šios spindulių linijos yra pažengusios įrengimo stadijoje, o iki 2021 m. pabaigos kai kurios iš jų turėtų būti baigtos įrengti.
Iš viso "Sirius" struktūroje bus 14 darbo vietų. Visą projektą sudaro dar septynios pluošto linijos, kurias tikimasi atidaryti 2021 m. Tačiau spindulių linijų skaičius gali būti palaipsniui plečiamas ir siekti iki 40 eksperimentinių stočių.
Peržiūrėkite vaizdo įrašą apie "Sirius" statybą čiasu tiesiogiai susijusių inžinierių atsiliepimais ir paaiškinimais.
Taip pat galite apsilankyti Oficiali CNPEM svetainė kuriame yra visa informacija apie SIRIUS projektas.
Galiausiai Sirijus teikia vilčių ne tik Brazilijos mokslininkams, bet ir viso pasaulio mokslininkams. Pirmyn, mokslas!
Be to, ar žinote, kad galite įkelti nuotrauką iš kompiuterio ir naudoti ją infografikoje? Taip, galite!
Būtent taip padariau šiame straipsnyje pateiktą infografiką! Labai šaunu, tiesa?
Taigi, eikime į Mind the Graphir pradėkite savo naujas kūrinys!
Prenumeruokite mūsų naujienlaiškį
Išskirtinis aukštos kokybės turinys apie veiksmingą vaizdinį
bendravimas mokslo srityje.
Lithuanian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Latvian 
Slovak