Herton Escobar
O maior projeto da história da ciência
brasileira está prestes a sair do papel.
Nas próximas semanas deve ter início o trabalho de limpeza do terreno
para construção do novo acelerador de partículas do Laboratório
Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas. Com um anel de mais
de 500 metros de circunferência, instalado num prédio de 250 metros
de diâmetro – do tamanho de um estádio de futebol – a nova máquina
será cinco vezes maior e muito mais avançada do que a atual, que será
desmontada.
Nas próximas semanas deve ter início o trabalho de limpeza do terreno
para construção do novo acelerador de partículas do Laboratório
Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas. Com um anel de mais
de 500 metros de circunferência, instalado num prédio de 250 metros
de diâmetro – do tamanho de um estádio de futebol – a nova máquina
será cinco vezes maior e muito mais avançada do que a atual, que será
desmontada.
O custo total do projeto, batizado como
Sirius (nome da estrela mais
brilhante no céu), é estimado em R$ 650 milhões, com o primeiro
feixe de luz previsto para 2016. Outro grande projeto federal, do
Reator Multipropósito Brasileiro, a ser construído em Iperó (também
no interior paulista), tem um orçamento maior, de R$ 850 milhões,
mas sua missão principal será a produção de radioisótopos para
uso médico e industrial, e não a produção de ciência. “Se você pensar
numa infraestrutura dedicada exclusivamente à pesquisa, o Sirius
certamente é o maior”, diz o físico Antonio José Roque da Silva, diretor
do LNLS.
brilhante no céu), é estimado em R$ 650 milhões, com o primeiro
feixe de luz previsto para 2016. Outro grande projeto federal, do
Reator Multipropósito Brasileiro, a ser construído em Iperó (também
no interior paulista), tem um orçamento maior, de R$ 850 milhões,
mas sua missão principal será a produção de radioisótopos para
uso médico e industrial, e não a produção de ciência. “Se você pensar
numa infraestrutura dedicada exclusivamente à pesquisa, o Sirius
certamente é o maior”, diz o físico Antonio José Roque da Silva, diretor
do LNLS.
A expectativa na comunidade científica é
igualmente grande. A luz
síncrotron (uma radiação eletromagnética de amplo espectro, que
abrange desde o infravermelho até os raios X) é usada em várias
áreas de pesquisa, como física, química, biologia, geologia,
nanotecnologia, engenharia de materiais e até paleontologia. O acelerador
funciona como um gigantesco microscópio, que os cientistas
utilizam para enxergar a estrutura atômica e molecular de diferentes
materiais, iluminando-os com os diferentes tipos de radiação presentes na
luz síncrotron. Pode ser uma rocha, uma proteína, uma amostra de solo,
um dente de dinossauro, um cabo de aço usado em plataformas de petróleo,
um fio de cabelo tratado com diferentes tipos de xampu, ou qualquer outra
coisa que se queira conhecer nos mínimos detalhes.
síncrotron (uma radiação eletromagnética de amplo espectro, que
abrange desde o infravermelho até os raios X) é usada em várias
áreas de pesquisa, como física, química, biologia, geologia,
nanotecnologia, engenharia de materiais e até paleontologia. O acelerador
funciona como um gigantesco microscópio, que os cientistas
utilizam para enxergar a estrutura atômica e molecular de diferentes
materiais, iluminando-os com os diferentes tipos de radiação presentes na
luz síncrotron. Pode ser uma rocha, uma proteína, uma amostra de solo,
um dente de dinossauro, um cabo de aço usado em plataformas de petróleo,
um fio de cabelo tratado com diferentes tipos de xampu, ou qualquer outra
coisa que se queira conhecer nos mínimos detalhes.
“É o sonho de entender materiais, tanto
do ponto de vista estrutural quanto
funcional”, afirma Roque. Com a luz síncrotron, é possível saber, por
exemplo, que tipos de átomos e moléculas fazem parte de um material,
qual é a distância entre eles, como eles interagem entre si, quais são suas
propriedades magnéticas e várias outras coisas. São “olhos microscópicos”,
nas palavras do diretor científico do LNLS, o brasileiro Harry Westfahl.
funcional”, afirma Roque. Com a luz síncrotron, é possível saber, por
exemplo, que tipos de átomos e moléculas fazem parte de um material,
qual é a distância entre eles, como eles interagem entre si, quais são suas
propriedades magnéticas e várias outras coisas. São “olhos microscópicos”,
nas palavras do diretor científico do LNLS, o brasileiro Harry Westfahl.
A luz é gerada pela aceleração de
elétrons, que viajam dentro de um anel de
518 metros de comprimento (165 metros de diâmetro) a uma
velocidade muito próxima (99,999999%) da velocidade da luz, que é de
aproximadamente 300 mil km/s. A diferença do Grande Colisor de Hádrons
(LHC) na Europa e de outros colisores de partículas é que os elétrons, neste
caso, não se chocam uns contra os outros em nenhum momento; viajam
todos na mesma direção.
518 metros de comprimento (165 metros de diâmetro) a uma
velocidade muito próxima (99,999999%) da velocidade da luz, que é de
aproximadamente 300 mil km/s. A diferença do Grande Colisor de Hádrons
(LHC) na Europa e de outros colisores de partículas é que os elétrons, neste
caso, não se chocam uns contra os outros em nenhum momento; viajam
todos na mesma direção.
O acelerador brasileiro atual, chamado
UVX, entrou em operação em 1997 e
atende cerca de 1,4 mil pesquisadores por ano, com quase 3 mil trabalhos
científicos publicados nos últimos 16 anos. A máquina tem 18 “linhas de luz”,
que são as estações de trabalho nas quais os pesquisadores realizam seus
experimentos com a luz que sai do anel. Elas funcionam simultaneamente,
mas cada uma é otimizada para um tipo de pesquisa. “A luz que sai do anel
contém todas as frequências de onda. É só nas linhas de luz que
uma frequência específica é escolhida, por meio de filtros chamados
monocromadores, de acordo com a necessidade do experimento que vai ser
realizado”, explica Roque.
atende cerca de 1,4 mil pesquisadores por ano, com quase 3 mil trabalhos
científicos publicados nos últimos 16 anos. A máquina tem 18 “linhas de luz”,
que são as estações de trabalho nas quais os pesquisadores realizam seus
experimentos com a luz que sai do anel. Elas funcionam simultaneamente,
mas cada uma é otimizada para um tipo de pesquisa. “A luz que sai do anel
contém todas as frequências de onda. É só nas linhas de luz que
uma frequência específica é escolhida, por meio de filtros chamados
monocromadores, de acordo com a necessidade do experimento que vai ser
realizado”, explica Roque.
O Sirius começará a operar com 13 linhas
de luz – suficientes, já, para
atender toda a demanda atual do UVX –, mas poderá chegar a 40. A nova
máquina não será apenas maior, mas também substancialmente melhor do que
a atual em vários aspectos, produzindo uma luz muito mais brilhante, que
permitirá ampliar consideravelmente o seu leque de aplicações.
atender toda a demanda atual do UVX –, mas poderá chegar a 40. A nova
máquina não será apenas maior, mas também substancialmente melhor do que
a atual em vários aspectos, produzindo uma luz muito mais brilhante, que
permitirá ampliar consideravelmente o seu leque de aplicações.
Pioneirismo. Será a
única máquina do tipo na América Latina e apenas a
segunda no Hemisfério Sul, além de uma na Austrália. Mais do que isso, suas
especificações técnicas deverão colocá-la na linha de frente das melhores fontes
de luz síncrotron do mundo. “O Sirius será a máquina de maior brilho na sua
classe de energia”, garante Roque.
segunda no Hemisfério Sul, além de uma na Austrália. Mais do que isso, suas
especificações técnicas deverão colocá-la na linha de frente das melhores fontes
de luz síncrotron do mundo. “O Sirius será a máquina de maior brilho na sua
classe de energia”, garante Roque.
A energia operacional do Sirius será de 3
bilhões de elétrons-volts (GeV),
comparada ao bem mais modesto 1,37 bilhão de elétrons-volts do UVX.
Isso, associado a uma série de outras especificações técnicas da máquina
(como a configuração de magnetos ao redor do anel), permitirá produzir feixes
de fótons (luz) muito mais brilhantes do que os atuais. Uma vantagem
crucial é que será possível produzir um tipo de raio X mais energético, conhecido
como “duro”, capaz de penetrar materiais mais espessos – algo que a máquina
atual tem dificuldade de fazer. O limite de energia dos fótons nas linhas de luz
do Sirius será de 250 mil elétrons-volts (KeV), comparado a 30 mil elétrons-volts
no UVX, que é um limite inferior de energia dos raios X duros.
comparada ao bem mais modesto 1,37 bilhão de elétrons-volts do UVX.
Isso, associado a uma série de outras especificações técnicas da máquina
(como a configuração de magnetos ao redor do anel), permitirá produzir feixes
de fótons (luz) muito mais brilhantes do que os atuais. Uma vantagem
crucial é que será possível produzir um tipo de raio X mais energético, conhecido
como “duro”, capaz de penetrar materiais mais espessos – algo que a máquina
atual tem dificuldade de fazer. O limite de energia dos fótons nas linhas de luz
do Sirius será de 250 mil elétrons-volts (KeV), comparado a 30 mil elétrons-volts
no UVX, que é um limite inferior de energia dos raios X duros.
“O brilho do Sirius será maior do que o
do UVX em todas as faixas de luz, mas nos
raios X a diferença será gritante; bilhões de vezes maior”, afirma Roque.
raios X a diferença será gritante; bilhões de vezes maior”, afirma Roque.
Outro grande diferencial da máquina será a
sua baixa emitância, uma característica
relacionada ao tamanho da fonte e ao diâmetro do facho de luz gerado por ela,
que será de 0,28 nanômetro-radiano (nm.rad), comparado a 100 nanômetros-radianos
do UVX. É a menor emitância de qualquer fonte de luz síncrotron em operação ou
sendo projetada no mundo, segundo Roque.
relacionada ao tamanho da fonte e ao diâmetro do facho de luz gerado por ela,
que será de 0,28 nanômetro-radiano (nm.rad), comparado a 100 nanômetros-radianos
do UVX. É a menor emitância de qualquer fonte de luz síncrotron em operação ou
sendo projetada no mundo, segundo Roque.
Para entender a diferença, de uma forma
geral, pode-se pensar numa comparação
entre o facho de luz produzido por uma lanterna e o feixe produzido por um
apontador laser: a energia (quantidade de fótons) pode até ser a mesma, mas o
brilho do laser é muito maior.
entre o facho de luz produzido por uma lanterna e o feixe produzido por um
apontador laser: a energia (quantidade de fótons) pode até ser a mesma, mas o
brilho do laser é muito maior.
“Tem tudo para ser uma das duas melhores
máquinas do planeta”, concorda o
físico francês Yves Petroff, um dos maiores especialistas do mundo no assunto,
ex-diretor do maior laboratório de luz síncrotron europeu (o ESRF, em
Grenoble, na França) e ex-diretor científico do LNLS. “É o projeto mais
moderno que se pode fazer com a tecnologia hoje.”
físico francês Yves Petroff, um dos maiores especialistas do mundo no assunto,
ex-diretor do maior laboratório de luz síncrotron europeu (o ESRF, em
Grenoble, na França) e ex-diretor científico do LNLS. “É o projeto mais
moderno que se pode fazer com a tecnologia hoje.”
A expectativa, portanto, é que o Sirius
atraia ainda mais pesquisadores
estrangeiros para o Brasil; e não apenas da América Latina, mas também
dos EUA e da Europa. “Os cientistas vão aonde houver os melhores equipamentos”,
afirma Petroff. Ele cita o exemplo da moderna fonte de luz síncrotron de Taiwan,
que atrai muitos pesquisadores dos Estados Unidos e da Europa.
estrangeiros para o Brasil; e não apenas da América Latina, mas também
dos EUA e da Europa. “Os cientistas vão aonde houver os melhores equipamentos”,
afirma Petroff. Ele cita o exemplo da moderna fonte de luz síncrotron de Taiwan,
que atrai muitos pesquisadores dos Estados Unidos e da Europa.
Cerca de 20% dos usuários do UVX já são
estrangeiros. “Bons equipamentos
atraem bons pesquisadores”, diz Petroff, que contou ter vindo para o LNLS
com a intenção de ficar seis meses, em 2009, mas acabou ficando três anos.
“Vim porque tinha vários brasileiros no meu laboratório na França e porque
gostei do que fizeram aqui no passado”, contou ele ao Estado em março, pouco antes
de voltar para a França.
atraem bons pesquisadores”, diz Petroff, que contou ter vindo para o LNLS
com a intenção de ficar seis meses, em 2009, mas acabou ficando três anos.
“Vim porque tinha vários brasileiros no meu laboratório na França e porque
gostei do que fizeram aqui no passado”, contou ele ao Estado em março, pouco antes
de voltar para a França.
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