É uma nave? Um shopping? Um estádio de futebol? – Nº. 9 (2018)

Foto cedida pelo LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron)

Nada disso! Essa enorme rosca de vidro é o Sirius, uma espécie de microscópio muito potente que se tornou o mais grandioso projeto da ciência brasileira. O Sirius possui três aceleradores de partículas para a produção da luz síncrotron, responsável por tornar visíveis partículas muito pequenas. Ele substituirá o antigo produtor de luz síncrotron do Brasil, o UVX. A diferença entre o UVX e o Sirius é que o UVX é uma máquina de segunda geração, enquanto o Sirius é de quarta geração. Isso porque o novo equipamento é muito mais rápido, sendo capaz de realizar, em alguns segundos, trabalhos que o UVX levaria horas e horas para terminar.Somente a Suécia possui uma fonte de luz síncrotron tão moderna, mas os Estados Unidos, o Japão e a França também estão construindo aceleradores de partículas de quarta geração.
Depois de anos de planejamento e construção, o Sirius foi inaugurado na cidade de Campinas, no estado de São Paulo, no último 14 de novembro.

 

A construção possui 500 m de circunferência.

500 m = aproximadamente 5 quarteirões ou uma pista de atletismo

Mas afinal, por que os pesquisadores brasileiros trabalharam tanto tempo para construir uma máquina gigante que produz luz? Você também ficou cheio de dúvidas como a gente?

  1. O que é a luz síncrotron?
  2. Quem descobriu a luz síncrotron?
  3. Para que serve a luz síncrotron?
  4. Como funciona o Sirius?
  5. Pergunte a quem entende, com a pesquisadora Nathaly Archilha 

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O que é a luz síncrotron?

A luz que podemos ver é apenas um dos tipos de luz entre vários tipos existentes no mundo. Além da luz que vem do Sol ou das lâmpadas, existem outras que nossos olhos não conseguem captar como as ondas de wi-fi da internet, as ondas do forno de micro-ondas, do controle remoto ou das radiografias que tiramos no dentista.  

Essas ondas podem ser produzidas acelerando ou desacelerando partículas.

As partículas são partes bem pequenas dos átomos. 

E os átomos, por sua vez, são o “ingrediente” de todas as coisas do mundo: as coisas vivas e as coisas não-vivas. Borboleta, penico, ornitorrinco, travesseiro, suco de uva, cárie, lava de vulcão, sal, gente…tudo é feito de átomos e suas partículas.

A aceleração dessas partículas de átomos pode produzir luz. Acontece que, para produzir a luz síncrotron, é necessário manter as partículas viajando em velocidades próximas à velocidade da luz, que é de 300.000 quilômetros por segundo (km/s)!!!

Quem descobriu a luz síncrotron?

Em 1944, o ucraniano Dmitri Iwanenko e o russo Isaak Pomeranchuk fizeram alguns cálculos bem complicados e imaginaram que seria possível produzir a luz síncroton. 

A experiência que transformou esse projeto em realidade aconteceu em 1947 nos laboratórios de pesquisa de uma empresa americana chamada General Electric (G.E.).

Mas para que serve a luz síncrotron?

A luz síncrotron é uma luz muito brilhante que consegue penetrar na matéria. Por causa disso, ela é capaz de revelar as características de partículas bem pequenas.

Uma máquina produtora de luz síncrotron pode auxiliar em muitas pesquisas, porque ela possibilita que cientistas analisem o funcionamento de estruturas micro e nanoscópias, como átomos, moléculas e vírus. “Nano” em grego significa “anão”. Então você pode imaginar que as estruturas nanoscópicas são estruturas super, super, super pequenas.

A pesquisa de estruturas tão pequenas pode ajudar a criar soluções para muitos problemas da população. Por exemplo, o UVX, antiga fonte brasileira de luz síncrotron, ajudou os cientistas na criação de uma cópia em 3D de uma proteína necessária para a reprodução do vírus zika. O estudo detalhado desta proteína pode ajudar os pesquisadores no combate à doença.  

Cientistas estão imaginando que o Sirius, bem mais moderno que o UVX, pode ser utilizado em pesquisas que levarão ao surgimento de técnicas de agricultura que economizem água, à criação de formas de extrair petróleo dos furinhos das rochas porosas, à criação de baterias de celular com duração de anos e até à invenção de medicamentos para doenças como o Alzheimer ou o mal de Parkinson.

Como funciona o Sirius?

Apesar de ser um acelerador de partículas, o Sirius faz mais do que apenas acelerar partículas em velocidades próximas à velocidade da luz.

Funciona assim: Um canhão, bem parecido com um canhão de pirata, dispara cargas elétricas. Essas partículas entram em um acelerador linear, conhecido como Linac. Do Linac, as partículas vão para o anel de aceleração (booster ring), onde ficam girando até atingirem a máxima velocidade possível para o Sírius.

Em seguida, as partículas são transferidas para um anel externo, conhecido como anel de armazenamento (storage ring). Ali, elas podem ficar girando durante mais de 20 horas, dependendo da máquina.

Depois de aceleradas, vem uma etapa importante que é o desvio das partículas. Em volta dos dois anéis, ficam campos magnéticos que deslocam as partículas, produzindo, finalmente, a tão desejada luz síncrotron, capaz de levar o homem a ver muito além do seu alcance.

 

Não parece filme de ficção?

 

Pergunte a quem entende: Nathaly Archilha

Nesta edição, crianças da cidade de Viçosa (MG) fizeram perguntas à Nathaly Archilha, pesquisadora do Laboratório Nacional de Luz Síncroton.

Nathaly é doutora em física e fez um estágio na Universidade de Manchester, na Inglaterra. Na infância, ela adorava assistir O Mundo de Beakman, um programa de TV infantil que apresenta experiências científicas de um jeito muito divertido. Esse gosto pelas ciências levou Nathaly a escolher o curso de física da Univeridade de São Paulo (USP). Dos cerca de quarenta alunos de sua turma na universidade, ela tinha somente duas colegas do sexo feminino!!! De lá pra cá, as coisas estão mudando e cada vez mais meninas seguem os trilhos da ciência.

Para ouvir essa conversa luminosa, clique abaixo:

 

Expediente:

Texto: Cibele Carvalho

Ilustração: Livia Arnaut

Editorial Mirim: Vitória Campos Freitas, Miguel Cardoso Pereira de Barros, Isaque do Carmo Vilela, Emmanuelle Rodrigues Santos Corteletti.

Revisão técnica: Equipe do Laboratório Nacional de Luz Síncroton (LNLS).

Agradecemos à Carmen Lúcia Machado Monteiro, à professora Claudirene de Souza Silva e toda a equipe do Colédio Genesis Pró Efeito de Viçosa (MG).  Agradecemos ainda à Nathaly Archilha, Livia Gonçalves, Luciana Noronha Cintra e equipe do Laboratório Nacional de Luz Síncroton.