Nazwa pochodzi od najjaśniejszej gwiazdy na nocnym niebie, Syriusz to jedno z pierwszych na świecie synchrotronowych źródeł światła czwartej generacji, zlokalizowane w mieście Campinas w stanie São Paulo w Brazylii.
Najbardziej złożony i największy sprzęt, jaki kiedykolwiek zbudowano w kraju, Sirius, pozwoli naukowcom rozwijać pionierskie badania. Oczekuje się przełomowych odkryć w różnych dziedzinach, takich jak energia, środowisko, zdrowie i inne. Sirius został zaprojektowany tak, aby - podobnie jak gwiazda - miał najjaśniejsze światło ze wszystkich urządzeń tego typu. I jest gotowy do użycia.
Sirius znajduje się wewnątrz dużej i prywatnej instytucji o nazwie Brazylijskie Centrum Badań nad Energią i Materiałami (CNPEM), która jest pod nadzorem brazylijskiego Ministerstwa Nauki, Technologii i Innowacji (MCTI).
Instytucja napędza inne cztery krajowe laboratoria. Będąc instytucją non-profit skoncentrowaną na badaniach i rozwoju, CNPEM ma za zadanie wspierać innowacje w różnych obszarach, takich jak materiały, zdrowie, żywność, środowisko, energia i wiele innych. CNPEM jest w stanie zintegrować wiedzę naukową i technologiczną ze wszystkich swoich krajowych laboratoriów.
Działając jak (ogromny) mikroskop, Sirius obejmuje duży zakres widma elektromagnetycznego, jego światło przechodzi od fal podczerwonych do ultrafioletowych, a także obejmuje promieniowanie rentgenowskie. Wyposażony w to wszystko, Sirius będzie w stanie ujawnić wiele cech materiału, na poziomie molekularnym i atomowym, a nawet zbadać struktury elektroniczne.
Umożliwia to prowadzenie multidyscyplinarnych badań, które odpowiedzą na pytania naukowe i przemysłowe. Aby wytworzyć światło synchrotronowe, naładowane cząstki - takie jak elektrony - są przyspieszane obok prędkości światła na drodze kontrolowanej przez pola magnetyczne.
Obecnie na świecie istnieje więcej niż jedno urządzenie analogiczne do Syriusza, takie jak European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) we Francji. A przed Siriusem, instytucja CNPEM korzystała z innego podobnego sprzętu, pierwszego brazylijskiego synchrotronowego źródła światła - znanego jako UVX. znacznie mniejszy niż Sirius, o wysokiej niezawodności i stabilności. Jednak gdy Sirius został ukończony, sprzęt został wyłączony. Z biegiem lat naukowcy potrzebowali więcej informacji niż UVX mógł dostarczyć, osiągając granice fizycznej przestrzeni i możliwości technicznych.
Na osi czasu pierwsza dyskusja na temat projektu Sirius miała miejsce w 2003 roku, a projekt zaczął nabierać kształtu. Budowa obiektu rozpoczęła się w 2015 roku, a w 2018 roku została ostatecznie zainaugurowana.
Chociaż budynek został ukończony, kolejny etap polegający na umieszczeniu całego sprzętu w środku dopiero się zaczynał.
W przeciwieństwie do UVX, który może analizować materiały tylko na powierzchownych poziomach, energia generowana przez Sirius jest w stanie przeniknąć do twardych i stałych materiałów na głębokość centymetrów.
"To było jak robienie zdjęcia przy słabym oświetleniu - mówi Antonio José Roque da Silva, fizyk, dyrektor CNPEM i SIRIUS w oświadczeniu na temat UVX. "Sirius ma większą intensywność światła, a dzięki temu będzie rejestrować obraz w szybszy sposób, jak film zamiast zdjęcia".
Syriusz będzie miał dwa razy więcej energii i 360 razy mniejszą emisję, co prowadzi do różnych częstotliwości światła miliard razy jaśniejszego niż UVX.
Jeśli chodzi o sposób działania sprzętu, jest to podstawowa struktura Sirius:
Podstawowa struktura Synchrotron Light Source składa się zasadniczo z dwóch głównych zestawów akceleratorów cząstek, tj. System wtrysku i Pierścień do przechowywania.
System wtrysku obejmuje akcelerator liniowy (Linac) oraz synchrotron wtryskowy (Booster).
Oba te elementy razem pełnią rolę wytwarzania wiązki elektronów i przyspieszania jej aż do osiągnięcia poziomu energii wymaganego do działania w pierścieniu magazynującym.
Ponadto uwzględniono dwie linie transportowe, z których jedna przenosi wiązkę elektronów z akceleratora liniowego do boostera, a druga z boostera do pierścienia magazynującego.
Akcelerator liniowy wytwarza impuls prądowy w sposób impulsowy, a konkretnie dwa impulsy na sekundę, a następnie wytworzony impuls prądowy jest wstrzykiwany do boostera.
Po umieszczeniu w boosterze wiązki elektronów są przyspieszane, aż osiągną poziom energii niezbędny do wstrzyknięcia ich do pierścienia magazynującego.
Z kolei pierścień magazynujący, który jest głównym akceleratorem, odpowiedzialnym za podtrzymywanie wiązki elektronów przechowywanej przez długi czas, jest miejscem, w którym ostatecznie wytwarzane jest światło synchrotronowe.
Ponadto, aby kontrolować trasę wiązki elektronów, kombinacja różnych magnesów wytwarzających pole magnetyczne - lub siatka magnetyczna - zostanie wykorzystana do utrzymania ostrości i skorygowania trasy wiązki elektronów.
Ostatecznie światło synchrotronowe będzie dostępne w stacjach eksperymentalnych rozmieszczonych wokół Storage Ring, zwanych Beamlines - to tam naukowcy będą umieszczać próbki materiałów i generować dane do dalszych badań.
Powyższy obraz - dostępny na stronie internetowej CNPEM - przedstawia ilustrację SIRIUS, na której pierścień pamięci reprezentowany przez niebieski okrąg ma około 518 metrów obwodu, podczas gdy Booster wyświetlany na pomarańczowo ma około 496 metrów.
Linac, z drugiej strony, jest znacznie mniejszy, ma tylko 32 metry, reprezentowane przez różową linię.
W ten sposób te synchrotronowe źródła światła czwartej generacji pomogą naukowcom sięgnąć głębiej - dosłownie - w ich badaniach, zyskując przestrzeń i lepsze narzędzia do analizy złożonych tematów.
Na przykład, bardziej zaawansowana analiza gleby zwiększy wiedzę na temat rozwoju nawozów, prowadząc do produkcji mniej toksycznych produktów rolnych, z korzyścią dla zdrowia ludzkiego i środowiska.
Podobnie, Sirius pozwoli również naukowcom na opracowanie nowych materiałów dzięki pełniejszemu badaniu struktur nanocząstek.
21 października 2020 r. do użytku badawczego oddano pierwszą linię Sirius o nazwie Manacá. Linia ta ma koncentrować się na makrocząsteczkach, badając białka i ich interakcje z lekami.
W przyszłości do użytku zostanie oddanych pięć kolejnych linii, o nazwach Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê i Mogno. Każda z nich będzie koncentrować się na określonym typie analizy. Obecnie linie te znajdują się na zaawansowanym etapie instalacji, a do końca 2021 r. niektóre z nich powinny zostać ukończone.
W sumie struktura Sirius będzie miała 14 stacji roboczych. Kompletny projekt obejmuje siedem innych linii, które mają zostać otwarte w 2021 roku. Liczba linii może być jednak stopniowo zwiększana, osiągając nawet 40 stacji eksperymentalnych.
Obejrzyj film o konstrukcji Sirius tutajwraz z referencjami i wyjaśnieniami bezpośrednio od zaangażowanych inżynierów.
A także możesz odwiedzić Oficjalna strona internetowa CNPEM który zawiera wszystkie informacje o projekt SIRIUS.
W końcu Sirius budzi oczekiwania nie tylko brazylijskich naukowców, ale podekscytowanie postępem badań na całym świecie. Go science!
Ponadto, czy wiesz, że możesz przesłać zdjęcie z komputera i użyć go w swojej infografice? Tak, możesz!
Tak właśnie zrobiłem infografikę w tym artykule! Bardzo fajne, prawda?
Przejdźmy więc do Mind the Graphi rozpocznij nowe stworzenie!
Zapisz się do naszego newslettera
Ekskluzywne, wysokiej jakości treści na temat skutecznych efektów wizualnych
komunikacja w nauce.
Polish 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak