Ime je dobil po najsvetlejši zvezdi na nočnem nebu, Sirius je eden prvih sinhrotronskih svetlobnih virov četrte generacije na svetu in se nahaja v mestu Campinas v zvezni državi São Paulo v Braziliji.
Najzahtevnejša in največja oprema, ki je bila kdaj koli zgrajena v državi, Sirius, bo znanstvenikom omogočila razvoj pionirskih raziskav. Prelomna odkritja se pričakujejo na različnih področjih, med drugim na področju energije, okolja in zdravja. Sirius je zasnovan tako, da ima - tako kot zvezda - najsvetlejšo svetlobo med vsemi tovrstnimi napravami. In pripravljen je za uporabo.
Sirius se nahaja v veliki zasebni ustanovi, imenovani Brazilski center za raziskave na področju energije in materialov (CNPEM), ki je pod nadzorom brazilskega ministrstva za znanost, tehnologijo in inovacije (MCTI).
Institucija poganja druge štiri nacionalne laboratorije. CNPEM je neprofitna ustanova, ki se osredotoča na raziskave in razvoj ter podpira inovacije na različnih področjih, kot so materiali, zdravje, hrana, okolje, energija in še veliko več. CNPEM lahko združuje znanstveno in tehnološko znanje iz vseh svojih nacionalnih laboratorijev.
Sirius, ki deluje kot (velik) mikroskop, pokriva velik del elektromagnetnega spektra, njegova svetloba sega od infrardečih valov do ultravijoličnih in vključuje tudi rentgenske žarke. Z vsem tem bo Sirius lahko razkril številne značilnosti materialov na molekularni in atomski ravni ter celo preučil elektronske strukture.
To omogoča multidisciplinarne raziskave, ki bodo odgovorile na akademska in industrijska vprašanja. Za proizvodnjo sinhrotronske svetlobe se nabiti delci, kot so elektroni, pospešijo do hitrosti svetlobe na poti, ki jo nadzorujejo magnetna polja.
Danes je na svetu več naprav, podobnih Siriusu, na primer Evropska sinhrotronska sevalna elektrarna (ESRF) v Franciji. Pred Siriusom pa je ustanova CNPEM uporabljala drugo podobno opremo, prvi brazilski sinhrotronski vir svetlobe, znan kot UVX. veliko manjši od Siriusa, z visoko zanesljivostjo in stabilnostjo. Ko je bil Sirius dokončan, je bila oprema izklopljena. Znanstveniki so z leti potrebovali več informacij, kot jih je lahko zagotovil UVX, in dosegli meje njegovega fizičnega prostora in tehničnih zmogljivosti.
Po časovnem načrtu se je o projektu Sirius prvič začelo govoriti leta 2003, ko je projekt začel dobivati obliko. Gradnja objekta se je začela leta 2015, leta 2018 pa je bil objekt končno slovesno odprt.
Čeprav je bila stavba dokončana, naslednjo fazo namestitve vse opreme v notranjost se je šele začela.
Za razliko od UVX, ki lahko analizira materiale le na površinski ravni, lahko energija, ki jo ustvarja Sirius, prodre v trde in trdne materiale do globine nekaj centimetrov.
"Bilo je, kot da bi posneli fotografijo pri šibki svetlobi," pravi Antonio José Roque da Silva, fizik, direktor CNPEM in SIRIUS, v izjavi o UVX. "Sirius ima večjo intenzivnost svetlobe in zaradi tega bo zajemal hitreje, kot film namesto fotografije."
Sirius bo imel dvakrat več energije in 360-krat manjšo emisijo, zaradi česar bodo različne frekvence svetlobe milijardo krat svetlejše od UVX.
Glede delovanja opreme je osnovna struktura Siriusa naslednja:
Osnovno strukturo sinhrotronskega svetlobnega vira sestavljata dva večja sklopa pospeševalnikov delcev, in sicer Vbrizgalni sistem in Obroč za shranjevanje.
Sistem za vbrizgavanje vključuje linearni pospeševalnik (Linac) in injektorski sinhrotron (Booster).
Oba skupaj proizvajata elektronski žarek in ga pospešujeta, dokler ne doseže ravni energije, ki je potrebna za delovanje v obroču za shranjevanje.
Poleg tega sta vključeni dve transportni liniji, ena prenaša elektronski snop iz linaka v ojačevalnik, druga pa iz ojačevalnika v obroč za shranjevanje.
Linac proizvaja tokovne impulze na pulzni način, natančneje dvakrat na sekundo, nato pa se proizvedeni tokovni impulz vbrizga v ojačevalnik.
Ko je elektronski žarek v ojačevalniku, se pospeši, dokler ne doseže ravni energije, ki je potrebna za vbrizgavanje v obroč za shranjevanje.
V skladiščnem obroču, ki je glavni pospeševalnik in je odgovoren za dolgotrajno vzdrževanje shranjenega elektronskega snopa, pa na koncu nastane sinhrotronska svetloba.
Poleg tega se za nadzor poti elektronskega žarka uporablja kombinacija različnih magnetov, ki ustvarjajo magnetno polje - ali magnetna mreža - za ohranjanje fokusa in popravljanje poti elektronskega žarka.
Na koncu bo sinhrotronska svetloba na voljo na eksperimentalnih postajah, ki bodo nameščene okoli obroča za shranjevanje, imenovanih Beamlines - tu bodo znanstveniki namestili vzorce materialov in pridobili podatke za nadaljnje študije.
Zgornja slika, ki je na voljo na spletni strani CNPEM, prikazuje ilustracijo sistema SIRIUS, na kateri ima obroč za shranjevanje, ki je označen z modrim krogom, obseg približno 518 metrov, medtem ko ima ojačevalnik, označen z oranžno barvo, obseg približno 496 metrov.
Linac pa je veliko manjši, saj meri le 32 metrov in je označen z rožnato črto.
Tako bodo ti sinhrotronski viri svetlobe četrte generacije znanstvenikom pomagali, da se bodo pri svojih raziskavah - dobesedno - poglobili, pridobili prostor in boljša orodja za analizo zapletenih tem.
Naprednejša analiza tal bo na primer povečala znanje o razvoju gnojil, kar bo omogočilo proizvodnjo manj strupenih kmetijskih proizvodov, kar bo koristilo zdravju ljudi in okolju.
Prav tako bo Sirius znanstvenikom omogočil razvoj novih materialov, saj bodo bolje preučili strukture nanodelcev.
21. oktobra 2020 je bila za raziskovalno uporabo odprta prva žarkovna linija Sirius, imenovana Manacá. Ta linija se bo osredotočala na makromolekule, preučevala proteine in njihove interakcije z zdravili.
V prihodnosti bo na voljo še pet žarkovnih linij, imenovanih Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê in Mogno. Vsaka od njih se bo osredotočala na določeno vrsto analize. Danes so te žarkovne linije v napredni fazi namestitve, do konca leta 2021 pa naj bi bile nekatere zaključene.
Struktura Sirius bo imela skupno 14 delovnih postaj. Celoten projekt vključuje še sedem drugih žarkovnih linij, ki bodo predvidoma odprte leta 2021. Vendar pa se lahko število žarkovnih linij postopoma povečuje in doseže do 40 eksperimentalnih postaj.
Oglejte si videoposnetek o gradnji sistema Sirius tukajs pričevanji in pojasnili neposredno od sodelujočih inženirjev.
Obiščete lahko tudi Uradna spletna stran CNPEM ki vsebuje vse informacije o projekt SIRIUS.
Na koncu Sirius ne pričakuje le brazilskih znanstvenikov, ampak se navdušuje nad napredkom v raziskavah po vsem svetu. Naprej, znanost!
Poleg tega veste, da lahko naložite sliko iz računalnika in jo uporabite v infografiki? Da, lahko!
Tako sem naredil svojo infografiko v tem članku! Zelo kul, kajne?
Pojdimo v Mind the Graphin zaženite svoj nova stvaritev!
Naročite se na naše novice
Ekskluzivna visokokakovostna vsebina o učinkovitih vizualnih
komuniciranje v znanosti.
Slovenian 
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 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak