Sirius – Luz Síncrotron

Sirius Creditos Divulgacao CNPEM
Sirius Creditos Divulgacao CNPEM

Localizado em um terreno de 150 mil m² – o equivalente a sete campos de futebol – o túnel principal por onde os elétrons circulam tem 518 metros. O custo estimado da obra é de R$1,8 bilhões.

Sirius é o nome do mais recente acelerador de partículas do Brasil. Fica em Campinas, SP, e faz parte do LNLS – Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, integrante do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), uma Organização Social supervisionada pelo Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovações (MCTI). O LNLS é o único na América latina capaz de gerar luz síncrotron.

O outro acelerador deste tipo no Brasil, o UVX já estava defasado. É classificado como de segunda geração, enquanto o Sirius é de quarta. Além dele, só existe mais um no mundo com a capacidade e recursos.

Segundo a cientistas Liu Lin, uma das envolvidas no projeto, em termos de resolução, comparando os dois equipamentos, é como se passássemos de um televisor de tubo para um aparelho 4K.

O que é um acelerador de partículas?

É um equipamento, uma máquina gigante, usada para concentrar, acelerar e fazer colisões entre partículas subatômicas, como prótons e elétrons. O formato mais comum é o circular onde, a cada volta que completa, a velocidade do fluxo é aumentada, através de potentes campos magnéticos.

Os feixes com as particulas aceleradas podem ser direcionadas para colidir entre si ou contra algum alvo fixo. As peculiaridades e necessidades dos experimentos definem a forma como ocorrerão as colisões.

O maior e mais potente do mundo, o LHC (large hadrons collider – grande colisor de hádrons), faz parte do CERN (Organisation Européenne pour la Recherche Nucléaire -Organização europeia para pesquisa nuclear), tendo um túnel de 27km à 175 metros abaixo do solo. A sede é em Geneva, Suíca, mas, devido ao tamanho, ocupa parte do território francês. É um dos maiores e mais complexos equipamento construído pela humanidade, com um custo estimando de €7,5 bilhões (euros).

sede cern
Sede do CERN. (Image: Maximilien Brice, Julien Ordan/CERN)

Você sabia que a internet que conhecemos hoje nasceu no CERN, devido a necessidade de comunicação mais eficiente entre os cientistas?

Quando ocorrem os impactos, as partículas com a velocidade próxima à da luz (aprox. 300mil km/s) liberam enormes quantidades de energia, que são captadas por sensores e depois analisadas. Dos destroços, tenta-se descobrir propriedades novas sobre a matéria e testar teorias.

No Cern há diversas divisões de pesquisa, cada uma lidando com sensores que captam informações diferentes. O volume de dados gerado é tão grande, que a maior parte dele é descartado, uma vez que não há poder computacional ou pessoas para analisa-lo.

Algumas informações comparadas com a escala humana de referencia sobre o LHC:

CaracterísticasValoresEquivalência
Circunferência~ 27 km
Distância percorida em 10 horas por um feixe~ 10.000.000.000 kmuma ida e volta a Netuno
Número de voltas no túnel por segundo11 245
Velocidade dos prótons à entrada do LHC229 732 500 m/s76,5775 % da velocidade da luz
Velocidade dos prótons na colisão299 789 760 m/s99,92992 % da velocidade da luz
Temperatura da colisão~ 1016 0C1 milhão de vezes mais quente que no centro do Sol
Temperatura dos crioímãs1,9 K (-271,3 0C)temperatura inferior à do espaço intersideral (2,7 K, -270,50C)
Quantidade de Hélio (He) necessário~ 120 t
Volume do vazio isolando os crioímãs~ 9 000 m³volume da nave de um catedral
Pressão do vazio no feixe~ 10−13 atmpressão 10 vezes inferior à da Lua
Consumo elétrico~ 120 MWo dobro de um Airbus A380 em viagem de cruzeiro
Wikipédia -Referência CERN- Public:


túnel cern
Deve dar trabalho para limpar.

O que é luz síncrotron?

Segundo o site do LNLS, a luz síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética que se estende por uma faixa ampla do espectro eletromagnético – luz infravermelha, ultravioleta e raios X.

O feixe de luz do Sirius é direcionado para algum material que se deseja analisar, penetrando e revelando informações das parte mais internas das moléculas e átomos. Um método não invasivo.

Pode ser usada para análise do solo, para o desenvolvimento de fertilizantes mais eficientes, no mapeamento da concentração, biodisponibilidade e localização de nutrientes em espécies vegetais.

Na área de energia, permite o desenvolvimento de novas tecnologias de exploração de petróleo e gás natural, de materiais e sistemas para células solares, células de combustível e baterias.

Na área da saúde, pesquisas feitas com síncrotron servem para identificação das estruturas de proteínas e unidades intracelulares complexas, parte importante no desenvolvimento de novos remédios, assim como no desenvolvimento de nanopartículas para o diagnóstico de câncer e combate a vírus e bactérias.


sirius
Diagrama simplificado do Sirius no LNLS.

Algumas das últimas pesquisas feitas com o Sirius:

  • FORMAS DE VIDA DE BILHÕES DE ANOS ATRÁS SÃO REVELADAS COM USO DE RAIOS X.
  • A SUPERCAPACIDADE DOS SUPERCAPACITORES.
  • EM DIREÇÃO AO DESENVOLVIMENTO DE NOVOS ANTIBIÓTICOS.
  • NANOTECNOLOGIA CONTRA A RESISTÊNCIA BACTERIANA.
  • EM BUSCA DE CÉLULAS FOTOVOLTAICAS MAIS EFICIENTES.

O Brasil precisava de um acelerador de partículas?

Se fosse feita uma pesquisa entre os brasileiros, numa amostragem significativa, perguntando no que eles gostariam que o dinheiro público fosse gasto, quantos responderiam “quero um acelerador de partículas de luz síncrotron no meu bairro”? ZERO, ou próximo disso.

Diriam que precisam de escolas, creches, asfalto na rua, saneamento básico, hospitais, etc, mas nada que chegasse perto da física ou investimentos em pesquisa. A maioria nem sabe o que é um acelerador de partículas. Então, por que o governo resolveu gastar quase R$2 bilhões numa construção dessa?

Bom, parece muito mas, do começo do ano até hoje, já pagamos R$991 bilhões em impostos! Durante a copa de 2014 estádios foram construídos, durante as olimpíadas instalações montadas, e agora, estão às moscas… elefantes brancos, gerando custos adicionais com manutenção e pessoal para administra-los. Muito dinheiro foi e é gasto em obras inúteis, quando não, superfaturadas.

Mané Garrincha custou quaste R$ 2 bilhões e dá prejuízo anual de R$ 6,4 milhões

Certos tipos de pesquisas precisam ser feitas internamente no país, pois revelam informações estratégicas que não devem ser reveladas para outras nações. Nos darão vantagens competitivas no mercado. Só através da pesquisa e investimento em tecnologia é que deixaremos de ser colonia exportadora de itens primários como soja, minério de ferro e outras commodities, para vendermos produtos de valor agregado maior.

Não posso afirmar, no entanto, se entre os projetos científicos necessários ou sugeridos, o Sirius era o mais importante. De qualquer forma, está pronto e operacional. Gerou e gerará conhecimento acadêmico e consequentes aplicações práticas e comerciais, tornando a vida das pessoas melhores.

No fim das contas, ainda precisamos mais de tudo no Brasil (bom, menos corruptos e ineptos, pois já temos o suficiente até exportar).


Tenha uma noção de proporção da profundidade de alcance dos estudos sobre partículas atômicas:


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