Adını gece gökyüzündeki en parlak yıldızdan almıştır, Sirius dünyanın ilk dördüncü nesil sinkrotron ışık kaynaklarından biridir ve Brezilya'nın São Paulo eyaletindeki Campinas şehrinde yer almaktadır.
Ülkede şimdiye kadar inşa edilen en karmaşık ve en büyük ekipman olan Sirius, bilim insanlarının sınır araştırmaları geliştirmesine olanak tanıyacak. Enerji, çevre, sağlık gibi farklı alanlarda çığır açacak keşiflerin yapılması bekleniyor. Sirius, tıpkı bir yıldız gibi, kendi türündeki tüm ekipmanlar arasında en parlak ışığa sahip olacak şekilde tasarlandı. Ve kullanılmaya hazır.
Sirius, Brezilya Bilim, Teknoloji ve Yenilikler Bakanlığı'nın (MCTI) denetimi altında olan Brezilya Enerji ve Malzeme Araştırma Merkezi (CNPEM) adlı büyük ve özel bir kurumun içinde yer almaktadır.
Kurum diğer dört ulusal laboratuvarı da yönlendirmektedir. Araştırma ve geliştirmeye odaklanmış kar amacı gütmeyen bir kurum olan CNPEM, malzeme, sağlık, gıda, çevre, enerji ve daha pek çok farklı alanda inovasyonu destekleme işlevine sahiptir. CNPEM, tüm ulusal laboratuvarlarından gelen bilimsel ve teknolojik bilgiyi entegre edebilmektedir.
(Devasa) bir mikroskop gibi çalışan Sirius, elektromanyetik spektrumun büyük bir bölümünü kapsıyor, ışığı Kızılötesi dalgalardan Ultra Violet'e kadar uzanıyor ve X-Işını da içeriyor. Tüm bunlarla donatılmış olan Sirius, moleküler ve atomik seviyelerde birçok malzeme özelliğini ortaya çıkarabilecek ve hatta elektronik yapıları inceleyebilecek.
Bu sayede akademik ve endüstriyel sorulara yanıt verecek çok disiplinli araştırmalar yapılabilmektedir. Sinkrotron ışığını üretmek için, elektronlar gibi yüklü parçacıklar, manyetik alanlarla kontrol edilen bir rotada ışık hızının yanında hızlandırılır.
Bugün, Fransa'da bulunan Avrupa Sinkrotron Radyasyon Tesisi (ESRF) gibi dünyada Sirius'a benzer birden fazla ekipman bulunmaktadır. Ve Sirius'tan önce CNPEM kurumu, UVX olarak bilinen Brezilya'nın ilk sinkrotron ışık kaynağı olan başka bir benzer ekipmanı kullanmıştır. Sirius'tan çok daha küçük, yüksek güvenilirlik ve kararlılığa sahipti. Ancak Sirius tamamlandığında ekipman kapatıldı. Yıllar geçtikçe bilim insanları UVX'in sağlayabileceğinden daha fazla bilgiye ihtiyaç duydu ve fiziksel alan ve teknik kapasite sınırlarına ulaştı.
Zaman çizelgesine bakıldığında, Sirius projesiyle ilgili ilk tartışmanın 2003 yılında yapıldığı ve projenin şekillenmeye başladığı görülüyor. Bina tesisinin inşasına 2015 yılında başlandı ve 2018 yılında nihayet açılışı yapıldı.
Bina bitmiş olmasına rağmen, bir sonraki aşama tüm ekipmanı içeriye yerleştirmek daha yeni başlıyordu.
Malzemeleri yalnızca yüzeysel seviyelerde analiz edebilen UVX'ten farklı olarak, Sirius tarafından üretilen enerji, sert ve katı malzemelere santimetre derinliğinde nüfuz edebilmektedir.
CNPEM ve SIRIUS direktörü fizikçi Antonio José Roque da Silva UVX hakkında yaptığı açıklamada "Düşük ışıkta fotoğraf çekmek gibiydi. "Sirius daha fazla ışık yoğunluğuna sahip ve bu nedenle fotoğraf yerine film gibi daha hızlı bir şekilde çekim yapacak".
Sirius iki kat daha fazla enerjiye ve 360 kat daha az emittansa sahip olacak ve bu da UVX'ten bir milyar kat daha parlak farklı ışık frekanslarına yol açacaktır.
Ekipmanın nasıl çalıştığına gelince, bu Sirius'un temel yapısıdır:
Senkrotron Işık Kaynağı temel yapısı, esas olarak, iki ana parçacık hızlandırıcı setinden oluşur Enjeksiyon Sistemi ve Depolama Halkası.
Enjeksiyon Sistemi, Lineer Hızlandırıcı veya Linac ve Enjektör Senkrotron veya Booster'ı kabul eder.
Her ikisi birlikte elektron ışını üretme rolüne sahiptir ve Depolama Halkasında çalışması için gereken enerji seviyesine ulaşana kadar hızlanır.
Buna ek olarak, biri elektron ışınını Linac'tan Booster'a ve diğeri Booster'dan Depolama Halkasına aktaran iki taşıma hattı dahildir.
Linac, darbeli bir şekilde, özellikle saniyede iki darbe olmak üzere bir akım darbesi üretir ve ardından üretilen akım darbesi Güçlendiriciye enjekte edilir.
Güçlendiriciye girdikten sonra, elektron ışınları Depolama Halkasına enjekte edilmek için gerekli enerji seviyesine ulaşana kadar hızlandırılır.
Buna karşılık, ana hızlandırıcı olan ve uzun süre depolanan elektron demetinin sürdürülmesinden sorumlu olan Depolama Halkası, senkrotron ışığının nihai olarak üretildiği yerdir.
Buna ek olarak, elektron ışını rotasını kontrol etmek için, bir manyetik alan üreten farklı mıknatısların bir kombinasyonu - veya Manyetik Kafes - odağı korumak ve elektron ışını rotasını düzeltmek için kullanılacaktır.
Sonunda senkrotron ışığı, Depolama Halkası'nın etrafında bulunan ve Beamlines adı verilen deney istasyonlarında mevcut olacak - burası bilim insanlarının malzeme örneklerini yerleştirecekleri ve daha fazla çalışmak için veri üretecekleri yerdir.
CNPEM web sitesinde yer alan yukarıdaki görselde SIRIUS'un mavi daire ile gösterilen Depolama Halkası'nın çevresinin yaklaşık 518 metre, turuncu ile gösterilen Güçlendirici'nin ise yaklaşık 496 metre olduğu görülmektedir.
Öte yandan Linac, pembe çizgi ile temsil edilen sadece 32 metre ile çok daha küçük boyuttadır.
Böylece, bu dördüncü nesil sinkrotron ışık kaynakları, bilim insanlarının araştırmalarında -kelimenin tam anlamıyla- daha derine inmelerine, karmaşık konuları analiz etmek için alan ve daha iyi araçlar kazanmalarına yardımcı olacaktır.
Örneğin, daha gelişmiş toprak analizleri gübre geliştirme konusundaki bilgileri artıracak, daha az toksik tarım ürünlerinin üretilmesine yol açarak insan sağlığına ve çevreye fayda sağlayacaktır.
Aynı şekilde Sirius, nanoparçacık yapılarının daha kapsamlı bir şekilde incelenmesi sayesinde bilim insanlarının yeni malzemeler geliştirmesine de olanak sağlayacaktır.
21 Ekim 2020'de Manacá adı verilen ilk Sirius ışın hattı araştırma kullanımına açıldı. Bu hattın makromoleküllere odaklanması, proteinleri ve bunların ilaçlarla etkileşimlerini incelemesi amaçlanıyor.
Gelecekte Carnaúba, Cateretê, Ema, Ipê ve Mogno adlı beş ışın hattı daha kullanıma açılacak. Bunların her biri belirli bir analiz türüne odaklanacak. Bugün bu ışın hatlarının kurulumu ileri bir aşamadadır ve 2021'in sonuna kadar bazılarının tamamlanması beklenmektedir.
Sirius yapısı toplamda 14 çalışma istasyonuna sahip olacak. Projenin tamamı, 2021'de açılması beklenen yedi ışın hattını daha içeriyor. Bununla birlikte, ışın hatlarının sayısı kademeli olarak artırılarak 40 deney istasyonuna kadar çıkarılabilir.
Sirius inşaatı hakkında bir videoya göz atın BuradaDoğrudan ilgili mühendislerin referansları ve açıklamaları ile.
Ve ayrıca ziyaret edebilirsiniz CNPEM resmi web sitesi hakkında tüm bilgilere sahip olan SIRIUS projesi.
Sonuç olarak Sirius sadece Brezilyalı bilim insanlarını değil, tüm dünyayı araştırmalardaki ilerlemeler için heyecanlandırıyor. Yaşasın bilim!
Ayrıca, bilgisayarınızdan bir resim yükleyebileceğinizi ve bunu infografiğinizde kullanabileceğinizi biliyor musunuz? Evet, kullanabilirsiniz!
Bu makaledeki infografiğimi de böyle yaptım! Çok havalı, değil mi?
Öyleyse, hadi gidelim Mind the Graph...ve senin yeni̇ yaratiliş!
Haber bültenimize abone olun
Etkili görseller hakkında özel yüksek kaliteli içerik
bilimde iletişim.
Turkish 
English 
Chinese 
Czech 
Dutch 
French 
German 
Italian 
Indonesian 
Japanese 
Korean 
Polish 
Portuguese 
Russian 
Spanish 
Ukrainian 
Swedish 
Romanian 
Bulgarian 
Finnish 
Greek 
Hungarian 
Norwegian 
Danish 
Estonian 
Slovenian 
Lithuanian 
Latvian 
Slovak