Brasil terá uma das fontes de luz síncrotron de maior brilho do mundo

A luz síncrotron é um tipo de radiação eletromagnética de amplo espectro, entre o infravermelho e o raio-X, de grande intensidade e altíssimo brilho, que funciona como um microscópio capaz de investigar a estrutura da matéria e enxergar seus átomos e moléculas. Gerada pela aceleração de elétrons em velocidade próxima à da luz, pode ser aplicada em diversas áreas do conhecimento e tem sido essencial para a produção de novos medicamentos, fertilizantes, na análise de células, no estudo de diferentes tipos de solo e novas fontes de energia, até mesmo para a retirada de petróleo nas camadas do pré-sal.

O Brasil ocupa uma posição de destaque nessa área, por ser o único país da América Latina a ter uma fonte dessa natureza no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), que faz parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM), em Campinas (SP) e recebe cerca de 1,2 mil pesquisadores por ano. Em 2018, o país terá uma das infraestruturas mais complexas do mundo para análise das propriedades de materiais com a conclusão do projeto Sirius, que será um novo acelerador de elétrons com o maior brilho dentre todos os equipamentos na sua classe de energia. Essa será a segunda fonte de luz síncrotron a entrar em operação no mundo na denominada quarta geração, após a inauguração do acelerador MAX IV, da Suécia, em junho deste ano. “Para entender a luz síncrotron, é possível comparar uma lanterna a uma ponteira a laser. Quanto menor a área e a abertura angular do feixe de luz, maior é o seu brilho”, explica o diretor do LNLS, José Roque da Silva.

Segundo o pesquisador, o projeto Sirius permitirá mais do que o dobro de linhas de luz em relação ao acelerador atual, com um brilho de mais de 1 bilhão de vezes maior, o que levará a um salto tanto quantitativo como qualitativo nas pesquisas científicas que poderão ser feitas. “Entendemos que o Sirius é um projeto extremamente relevante para política nacional de ciência e tecnologia, e que traz também desafios nas áreas de processamento e armazenamento de grandes volumes de dados”, afirma Roque.

Em um curto prazo, ainda na fase de projeto, para fazer simulações do comportamento dos elétrons no acelerador e da propagação da luz síncrotron, bem como para desenvolver processos de análise de imagens 3D geradas pela linha de tomografia atual do LNLS, o laboratório necessita de conectividade de altíssimo desempenho e recursos computacionais apenas encontrados no supercomputador Santos Dumont, que fica localizado no Laboratório Nacional de Computação Científica (LNCC) em Petrópolis (RJ), a 400 km de distância. Por isso, a unidade de pesquisa solicitou o uso da infraestrutura de rede acadêmica para viabilizar um serviço de superconectividade chamado Processamento de Alto Desempenho Expresso (Padex).

Esse serviço viabilizará uma banda de transferência de dados de alta vazão, para que o cronograma do projeto seja cumprido até 2018. Quando o Sirius entrar em operação, ele trará uma mudança no patamar de brilho e produzirá imagens tomográficas de altíssima resolução e em grande volume de dados, que deverão ser processados e armazenados em um curto espaço de tempo, enquanto o usuário estiver fazendo seu experimento. “Pretendemos explorar as parcerias com o LNCC e a RNP, como provedora de comunicação entre os centros de pesquisa nacionais, devido à posição estratégica do projeto Sirius para a pesquisa nacional, por atrair cientistas brasileiros e estrangeiros e estimular a criação de uma política nacional de armazenamento de dados”, declara o diretor do LNLS.

Projeto Sirius em números

O atual acelerador de elétrons em operação em Campinas é formado por um anel de, aproximadamente, 30 metros de diâmetro. Já o novo acelerador projetado pelo Sirius terá uma circunferência de 518 metros, com energia de 3 GeV (giga eletron-volts), podendo comportar até 40 linhas de luz, que são as estações experimentais onde os materiais são analisados. O custo do projeto, incluindo as obras civis, aceleradores e 13 linhas de luz, com até 70% dos seus componentes fabricados no Brasil, será de R$ 1,75 bilhão. O nome foi dado em homenagem à estrela Sirius, a mais brilhante do céu avistada à noite.

Foto: LNLS