Oppkalt etter den klareste stjernen på nattehimmelen, Sirius is one of the first fourth-generation synchrotron light sources in the world and is located in the city of Campinas in São Paulo state, Brazil.
The most complex and the biggest equipment ever built in the country, Sirius, will allow scientists to develop frontier research. Breakthrough discoveries are expected in different fields like energy, environment, health among others. Sirius is designed to have – just like the star – the brightest light of all equipment of its kind. And it’s ready to be used.
Sirius er plassert i en stor og privat institusjon kalt Brazilian Center for Research in Energy and Materials (CNPEM), som er underlagt det brasilianske departementet for vitenskap, teknologi og innovasjon (MCTI).
Institusjonen driver fire andre nasjonale laboratorier. CNPEM er en ideell institusjon med fokus på forskning og utvikling, og har som oppgave å støtte innovasjon på ulike områder som materialer, helse, mat, miljø, energi og mye mer. CNPEM er i stand til å integrere vitenskapelig og teknologisk kunnskap fra alle de nasjonale laboratoriene.
Sirius fungerer som et (enormt) mikroskop og dekker en stor del av det elektromagnetiske spekteret. Lyset går fra infrarøde bølger til ultrafiolett og inkluderer også røntgenstråling. Utstyrt med alt dette vil Sirius kunne avsløre mange materialegenskaper på molekylært og atomært nivå og til og med undersøke elektroniske strukturer.
This allows multidisciplinary research that will answer academic and industrial questions. In order to produce the synchrotron light, charged particles – such as electrons – are accelerated next to the speed of light in a route controlled by magnetic fields.
Today, there is more than one equipment analogous to Sirius in the world, like the European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) located in France. And before Sirius, the institution CNPEM made use of another similar equipment, the first Brazilian synchrotron light source – known as the UVX – mye mindre enn Sirius, med høy pålitelighet og stabilitet. Men da Sirius var ferdig, ble utstyret slått av. I årenes løp trengte forskerne mer informasjon enn UVX kunne gi, og UVX nådde sine fysiske og tekniske kapasitetsgrenser.
Den første diskusjonen om Sirius-prosjektet startet i 2003, og prosjektet begynte å ta form. Byggingen av anlegget startet i 2015, og i 2018 ble det endelig innviet.
Selv om bygningen var ferdig, den neste fasen med å plassere alt utstyret inne i var bare begynnelsen.
I motsetning til UVX, som bare kan analysere materialer på overflatenivå, kan Sirius generert energi trenge inn i harde og solide materialer med en dybde på flere centimeter.
“It was like taking a low-light picture – says Antonio José Roque da Silva, physicist, director of CNPEM and SIRIUS in a statement about the UVX. “Sirius has more light intensity, and because of that it will capture in a faster way, like a movie instead of a photo”.
Sirius vil ha to ganger mer energi og 360 ganger mindre emittans, noe som fører til forskjellige lysfrekvenser som er en milliard ganger sterkere enn UVX.
Når det gjelder hvordan utstyret fungerer, er dette Sirius' grunnstruktur:
Synkrotronlyskildens basestruktur består i hovedsak av to store sett med partikkelakseleratorer, nemlig Injeksjonssystem og den Oppbevaringsring.
Injeksjonssystemet består av den lineære akseleratoren (Linac) og injeksjonssynkrotronen (Booster).
Sammen har de begge til oppgave å produsere elektronstrålen og akselerere den til den når energinivået som kreves for å fungere i lagringsringen.
I tillegg er det inkludert to transportlinjer, én som overfører elektronstrålen fra Linac til Booster og én som overfører elektronstrålen fra Booster til lagringsringen.
Linac-enheten produserer en pulserende strømpuls, nærmere bestemt to pulser i sekundet, og deretter injiseres den produserte strømpulsen i boosteren.
I boosteren akselereres elektronstrålene til de når det energinivået som er nødvendig for å bli injisert i lagringsringen.
Lagringsringen, som er hovedakseleratoren, er ansvarlig for å holde elektronstrålen lagret i lange perioder, og det er her synkrotronlyset til slutt produseres.
In addition, to control the electron beam route, a combination of different magnets producing a magnetic field, – or Magnetic Lattice – are going to be used to maintain the focus and correct the electron beam route.
In the end, the synchrotron light will be available in experimental stations that are located around the Storage Ring, called Beamlines – this is where scientists will place their materials samples and produce data to further study it.
The image above – available on the CNPEM website – shows an illustration of SIRIUS, where the Storage Ring represented by the blue circle has about 518 meters in circumference, while the Booster displayed in orange is about 496 meters.
Linac, derimot, er mye mindre i størrelse, med bare 32 meter, representert ved den rosa linjen.
Thus, these fourth-generation synchrotron light sources will help scientists to go deeper –literally– in their research, gaining space and better tools to analyze complex topics.
For eksempel vil mer avanserte jordanalyser øke kunnskapen om utvikling av gjødsel, noe som vil føre til produksjon av mindre giftige landbruksprodukter til fordel for menneskers helse og miljøet.
På samme måte vil Sirius også gjøre det mulig for forskere å utvikle nye materialer takket være en mer fullstendig studie av nanopartikkelstrukturer.
On October 21, 2020, the first Sirius beamline called Manacá was opened to research usage. This line is intended to focus on macromolecules, studying proteins and their interactions with medications.
In the future, five more beamlines will be open for use, called Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê, and Mogno. Each one of them will focus on a specific type of analysis. Today those beamlines are in an advanced stage of installation, and by the end of 2021, some should be concluded.
Totalt vil Sirius-strukturen ha 14 arbeidsstasjoner. Hele prosjektet omfatter sju andre strålelinjer, som forventes å bli åpnet i 2021. Antallet strålelinjer kan imidlertid gradvis utvides til opptil 40 eksperimentelle stasjoner.
Se en video om Sirius' konstruksjon her, med uttalelser og forklaringer direkte fra de involverte ingeniørene.
Du kan også besøke CNPEMs offisielle nettsted som inneholder all informasjon om SIRIUS-prosjektet.
Til syvende og sist er det ikke bare brasilianske forskere som har forventninger til Sirius, men hele verden. Heia vitenskapen!
Visste du i tillegg at du kan laste opp et bilde fra datamaskinen din og bruke det i infografikken din? Ja, det kan du!
That’s how I did my infographic in this article! Very cool, right?
So, let’s go to Mind the Graph, og start din ny skapelse!
Abonner på nyhetsbrevet vårt
Eksklusivt innhold av høy kvalitet om effektiv visuell
kommunikasjon innen vitenskap.
Norwegian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak