Pomenovaný podľa najjasnejšej hviezdy na nočnej oblohe, Sirius je jedným z prvých synchrotrónových zdrojov svetla štvrtej generácie na svete a nachádza sa v meste Campinas v štáte São Paulo v Brazílii.
Najzložitejšie a najväčšie zariadenie, aké kedy bolo v krajine postavené, Sirius, umožní vedcom rozvíjať hraničný výskum. Očakávajú sa prelomové objavy v rôznych oblastiach, ako sú okrem iného energetika, životné prostredie a zdravie. Sirius je navrhnutý tak, aby mal - rovnako ako hviezda - najjasnejšie svetlo zo všetkých zariadení svojho druhu. A je pripravený na použitie.
Spoločnosť Sirius je umiestnená vo veľkej súkromnej inštitúcii s názvom Brazílske centrum pre výskum energie a materiálov (CNPEM), ktorá je pod dohľadom brazílskeho ministerstva pre vedu, technológie a inovácie (MCTI).
Inštitúcia riadi ďalšie štyri národné laboratóriá. Ako nezisková inštitúcia zameraná na výskum a vývoj má CNPEM za úlohu podporovať inovácie v rôznych oblastiach, ako sú materiály, zdravie, potraviny, životné prostredie, energia a mnohé ďalšie. CNPEM dokáže integrovať vedecké a technologické poznatky zo všetkých svojich národných laboratórií.
Sírius, ktorý funguje ako (obrovský) mikroskop, pokrýva veľkú časť elektromagnetického spektra, jeho svetlo siaha od infračervených vĺn po ultrafialové a zahŕňa aj röntgenové žiarenie. Vďaka tomu všetkému bude Sirius schopný odhaliť mnohé vlastnosti materiálov na molekulárnej a atómovej úrovni a dokonca skúmať elektronické štruktúry.
To umožňuje multidisciplinárny výskum, ktorý poskytne odpovede na akademické a priemyselné otázky. Na vytvorenie synchrotrónového svetla sa nabité častice - ako napríklad elektróny - urýchľujú rýchlosťou blízkou rýchlosti svetla na trase riadenej magnetickým poľom.
V súčasnosti je na svete viacero zariadení podobných prístroju Sirius, ako napríklad Európske synchrotrónové žiariace zariadenie (ESRF) vo Francúzsku. A pred Siriusom využívala inštitúcia CNPEM iné podobné zariadenie, prvý brazílsky synchrotrónový zdroj svetla - známy ako UVX -. oveľa menšie ako Sirius, s vysokou spoľahlivosťou a stabilitou. Po dokončení projektu Sirius však bolo zariadenie vypnuté. V priebehu rokov vedci potrebovali viac informácií, ako mohol UVX poskytnúť, pričom dosiahli jeho limity fyzického priestoru a technických možností.
Z časového hľadiska sa o projekte Sirius začalo prvýkrát diskutovať v roku 2003, keď sa projekt začal formovať. Výstavba stavebného objektu sa začala v roku 2015 a v roku 2018 bol konečne slávnostne otvorený.
Budova bola síce dokončená, ďalšia fáza umiestnenia všetkých zariadení vo vnútri sa len začínala.
Na rozdiel od UVX, ktorý mohol analyzovať materiály len na povrchovej úrovni, energia generovaná Siriusom dokáže preniknúť do tvrdých a pevných materiálov do hĺbky niekoľkých centimetrov.
"Bolo to ako fotografovanie pri slabom osvetlení," hovorí Antonio José Roque da Silva, fyzik, riaditeľ CNPEM a SIRIUS vo vyhlásení o UVX. "Sírius má väčšiu intenzitu svetla a vďaka tomu bude zachytávať rýchlejšie, ako film namiesto fotografie".
Sírius bude mať dvakrát väčšiu energiu a 360-krát menšiu emisivitu, čo vedie k rôznym frekvenciám svetla, ktoré je miliardukrát jasnejšie ako UVX.
Pokiaľ ide o fungovanie zariadenia, toto je základná štruktúra systému Sirius:
Základná štruktúra synchrotrónového zdroja svetla sa v podstate skladá z dvoch hlavných súborov urýchľovačov častíc, a to Vstrekovací systém a Ukladací krúžok.
Injekčný systém zahŕňa lineárny urýchľovač alebo Linac a injektorový synchrotrón alebo Booster.
Obe zariadenia spoločne produkujú elektrónový lúč a urýchľujú ho, kým nedosiahne úroveň energie potrebnú na prevádzku v úložnom kruhu.
Okrem toho sú zahrnuté dve transportné linky, jedna prenáša elektrónový zväzok z linaku do urýchľovača a druhá z urýchľovača do úložného kruhu.
Linac vytvára prúdový impulz impulzným spôsobom, konkrétne dvakrát za sekundu, a potom sa vytvorený prúdový impulz vstrekne do boostera.
Po vstupe do urýchľovača sa elektrónové lúče urýchľujú, až kým nedosiahnu úroveň energie potrebnú na vstreknutie do úložného kruhu.
Na druhej strane, skladovací prstenec, ktorý je hlavným urýchľovačom, zodpovedným za udržiavanie dlho skladovaného elektrónového zväzku, je miestom, kde sa nakoniec vytvára synchrotrónové svetlo.
Okrem toho sa na kontrolu trasy elektrónového lúča použije kombinácia rôznych magnetov vytvárajúcich magnetické pole - alebo magnetická mriežka - na udržanie zaostrenia a korekciu trasy elektrónového lúča.
Nakoniec bude synchrotrónové svetlo k dispozícii na experimentálnych staniciach, ktoré sú umiestnené okolo Storage Ring, nazývaných Beamlines - tu budú vedci umiestňovať vzorky materiálov a získavať údaje na ich ďalšie štúdium.
Na obrázku vyššie, ktorý je k dispozícii na webovej stránke CNPEM, je znázornený SIRIUS, kde má úložný prstenec znázornený modrým kruhom obvod približne 518 metrov, zatiaľ čo posilňovač zobrazený oranžovou farbou má približne 496 metrov.
Na druhej strane je Linac oveľa menší, má iba 32 metrov, čo znázorňuje ružová čiara.
Tieto zdroje synchrotrónového svetla štvrtej generácie tak pomôžu vedcom ísť vo výskume doslova do hĺbky a získať priestor a lepšie nástroje na analýzu zložitých tém.
Pokročilejšia analýza pôdy napríklad rozšíri poznatky o vývoji hnojív, čo povedie k výrobe menej toxických poľnohospodárskych produktov, ktoré budú prospešné pre ľudské zdravie a životné prostredie.
Podobne, Sirius umožní vedcom vyvinúť nové materiály vďaka kompletnejšiemu štúdiu štruktúr nanočastíc.
Dňa 21. októbra 2020 bola pre výskumné účely otvorená prvá zväzková linka Síria s názvom Manacá. Táto linka sa má zamerať na makromolekuly, štúdium proteínov a ich interakcií s liekmi.
V budúcnosti bude otvorených ďalších päť lúčových liniek s názvami Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê a Mogno. Každá z nich bude zameraná na špecifický typ analýzy. V súčasnosti sú tieto beamlines v pokročilom štádiu inštalácie a do konca roka 2021 by mali byť niektoré z nich dokončené.
Celkovo bude mať štruktúra Sirius 14 pracovných staníc. Kompletný projekt zahŕňa sedem ďalších lúčových liniek, ktorých otvorenie sa očakáva v roku 2021. Počet beamlines sa však môže postupne rozširovať a dosiahnuť až 40 experimentálnych staníc.
Pozrite si video o výstavbe systému Sirius tus referenciami a vysvetleniami priamo od zúčastnených inžinierov.
A tiež môžete navštíviť Oficiálna webová stránka CNPEM ktorá obsahuje všetky informácie o projekt SIRIUS.
Nakoniec, Sirius má očakávania nielen pre brazílskych vedcov, ale nadšenie z pokroku vo výskume sa šíri po celom svete. Do toho, veda!
Navyše viete, že môžete nahrať obrázok z počítača a použiť ho v infografike? Áno, môžete!
Takto som urobil infografiku v tomto článku! Veľmi cool, že?
Poďme teda na Mind the Grapha začnite nová tvorba!
Prihláste sa na odber nášho newslettera
Exkluzívny vysokokvalitný obsah o efektívnom vizuálnom
komunikácia vo vede.
Slovak 
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 
Lithuanian 
Latvian