Numit după cea mai strălucitoare stea de pe cerul nopții, Sirius este una dintre primele surse de lumină sincrotronică de generația a patra din lume și este situată în orașul Campinas din statul São Paulo, Brazilia.
Cel mai complex și cel mai mare echipament construit vreodată în țară, Sirius, va permite oamenilor de știință să dezvolte cercetări de frontieră. Sunt așteptate descoperiri revoluționare în diferite domenii precum energia, mediul înconjurător, sănătatea și altele. Sirius este proiectat să aibă - la fel ca steaua - cea mai puternică lumină dintre toate echipamentele de acest tip. Și este gata să fie folosit.
Sirius este plasat în cadrul unei instituții mari și private, numită Centrul brazilian de cercetare în domeniul energiei și materialelor (CNPEM), care se află sub supravegherea Ministerului brazilian al Științei, Tehnologiei și Inovațiilor (MCTI).
Instituția conduce alte patru laboratoare naționale. Fiind o instituție non-profit axată pe cercetare și dezvoltare, CNPEM are rolul de a sprijini inovarea în diferite domenii, cum ar fi materialele, sănătatea, alimentația, mediul, energia și multe altele. CNPEM este capabilă să integreze cunoștințele științifice și tehnologice din toate laboratoarele naționale.
Funcționând ca un microscop (uriaș), Sirius acoperă o mare parte din spectrul electromagnetic, lumina sa merge de la undele infraroșii până la cele ultraviolete și include și razele X. Echipat cu toate acestea, Sirius va putea dezvălui multe caracteristici ale materialelor, la nivel molecular și atomic, și chiar să examineze structurile electronice.
Acest lucru permite o cercetare multidisciplinară care va răspunde la întrebări academice și industriale. Pentru a produce lumină sincrotronică, particulele încărcate - cum ar fi electronii - sunt accelerate cu o viteză apropiată de cea a luminii pe un traseu controlat de câmpuri magnetice.
În prezent, în lume există mai mult de un echipament analog lui Sirius, cum ar fi European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), situat în Franța. Iar înainte de Sirius, instituția CNPEM a utilizat un alt echipament similar, prima sursă de lumină sincrotronică braziliană - cunoscută sub numele de UVX -. mult mai mici decât Sirius, cu o fiabilitate și o stabilitate ridicate. Cu toate acestea, când Sirius a fost terminat, echipamentul a fost oprit. De-a lungul anilor, oamenii de știință au avut nevoie de mai multe informații decât putea oferi UVX, atingând limitele sale de spațiu fizic și capacități tehnice.
Într-o cronologie, prima discuție despre proiectul Sirius a avut loc în 2003, când proiectul a început să prindă contur. Construcția instalației a început în 2015, iar în 2018 a fost în sfârșit inaugurată.
Deși clădirea a fost finalizată, următoarea etapă de a pune toate echipamentele înăuntru era abia la început.
Spre deosebire de UVX, care nu putea analiza materialele decât la niveluri superficiale, energia generată de Sirius este capabilă să pătrundă în materiale dure și solide cu o adâncime de câțiva centimetri.
"A fost ca și cum am fi făcut o fotografie în lumină slabă - spune Antonio José Roque da Silva, fizician, director al CNPEM și SIRIUS, într-o declarație despre UVX. "Sirius are mai multă intensitate luminoasă și, din acest motiv, va capta într-un mod mai rapid, ca un film în loc de o fotografie".
Sirius va avea de două ori mai multă energie și o emisie de 360 de ori mai mică, ceea ce va duce la frecvențe diferite de lumină de un miliard de ori mai strălucitoare decât UVX.
În ceea ce privește modul în care funcționează echipamentul, aceasta este structura de bază Sirius:
Structura de bază a sursei de lumină sincrotronică constă, în esență, din două seturi majore de acceleratoare de particule, respectiv Sistem de injecție și Inel de depozitare.
Sistemul de injecție include acceleratorul liniar, sau Linac, și sincrotronul cu injector, sau Booster.
Împreună, ambele au rolul de a produce fasciculul de electroni și îl accelerează până când acesta atinge nivelul de energie necesar pentru a funcționa în inelul de stocare.
În plus, sunt incluse două linii de transport, una care transferă fasciculul de electroni de la Linac la Booster și cealaltă de la Booster la inelul de stocare.
Linac-ul produce un impuls de curent în mod pulsat, mai exact, de două impulsuri pe secundă, iar apoi impulsul de curent produs este injectat în Booster.
Odată ajuns în Booster, fasciculele de electroni sunt accelerate până când ating nivelul de energie necesar pentru a fi injectate în inelul de stocare.
La rândul său, inelul de stocare, care este acceleratorul principal, responsabil pentru susținerea fasciculului de electroni stocat pentru perioade lungi de timp, este locul în care se produce în final lumina sincrotronică.
În plus, pentru a controla traseul fasciculului de electroni, se va folosi o combinație de diferiți magneți care produc un câmp magnetic - sau o rețea magnetică - pentru a menține focalizarea și a corecta traseul fasciculului de electroni.
În cele din urmă, lumina sincrotronică va fi disponibilă în stații experimentale amplasate în jurul inelului de stocare, numite Beamlines - aici oamenii de știință își vor plasa probele de materiale și vor produce date pentru a le studia în continuare.
Imaginea de mai sus - disponibilă pe site-ul CNPEM - prezintă o ilustrație a SIRIUS, în care inelul de stocare reprezentat de cercul albastru are o circumferință de aproximativ 518 metri, în timp ce Booster-ul afișat în portocaliu are aproximativ 496 de metri.
Linac, pe de altă parte, are dimensiuni mult mai mici, cu doar 32 de metri, reprezentate de linia roz.
Astfel, aceste surse de lumină sincrotronică de generația a patra vor ajuta oamenii de știință să aprofundeze - la propriu - cercetările, obținând spațiu și instrumente mai bune pentru a analiza subiecte complexe.
De exemplu, o analiză mai avansată a solului va spori cunoștințele despre dezvoltarea îngrășămintelor, ceea ce va duce la producerea de produse agricole mai puțin toxice, în beneficiul sănătății umane și al mediului.
De asemenea, Sirius va permite oamenilor de știință să dezvolte noi materiale datorită unui studiu mai complet al structurilor nanoparticulelor.
La 21 octombrie 2020, prima linie de fascicul Sirius, numită Manacá, a fost deschisă pentru cercetare. Această linie este destinată să se concentreze pe macromolecule, studiind proteinele și interacțiunile acestora cu medicamentele.
În viitor, alte cinci linii de fascicule vor fi deschise pentru utilizare, numite Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê și Mogno. Fiecare dintre ele se va concentra pe un anumit tip de analiză. În prezent, aceste beamlines se află într-un stadiu avansat de instalare, iar până la sfârșitul anului 2021, unele ar trebui să fie finalizate.
În total, structura Sirius va avea 14 posturi de lucru. Proiectul complet include alte șapte linii de fascicule, care se așteaptă să fie deschise în 2021. Cu toate acestea, numărul de linii de fascicule poate fi extins treptat, ajungând până la 40 de stații experimentale.
Vedeți un videoclip despre construcția Sirius aici, cu mărturii și explicații direct de la inginerii implicați.
Și, de asemenea, puteți vizita Site-ul oficial al CNPEM care conține toate informațiile despre proiectul SIRIUS.
În cele din urmă, Sirius are așteptări nu numai pentru oamenii de știință brazilieni, ci și pentru oamenii de știință din întreaga lume. Hai, știință!
În plus, știați că puteți încărca o imagine de pe computer și o puteți folosi în infograficul dumneavoastră? Da, poți!
Așa am făcut infograficul din acest articol! Foarte tare, nu-i așa?
Deci, să mergem la Mind the Graph, și începeți noua creație!
Abonează-te la newsletter-ul nostru
Conținut exclusiv de înaltă calitate despre vizuale eficiente
comunicarea în domeniul științei.
Romanian 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Turkish 
Ukrainian 
Swedish 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak