{"id":14112,"date":"2016-05-20T21:52:41","date_gmt":"2016-05-20T21:52:41","guid":{"rendered":"https:\/\/cnpem.staging.wpengine.com\/?p=14112"},"modified":"2026-03-02T16:06:31","modified_gmt":"2026-03-02T19:06:31","slug":"sirius-a-superfonte-de-luz-sincrotron-no-brasil","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/sirius-a-superfonte-de-luz-sincrotron-no-brasil\/","title":{"rendered":"Sirius: a superfonte de luz s\u00edncrotron no Brasil"},"content":{"rendered":"<p><em>Revista Pr\u00e9-Univesp em 20\/05\/2016<\/em><\/p>\n<p><strong>LINK<\/strong>:\u00a0<a href=\"https:\/\/pre.univesp.br\/sirius#.Vz-GmvkrIdW\">https:\/\/pre.univesp.br\/sirius#.Vz-GmvkrIdW<\/a><\/p>\n<p>A luz s\u00edncrotron \u00e9 um tipo de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica produzida em grandes m\u00e1quinas que aceleram part\u00edculas. El\u00e9trons de alta energia s\u00e3o mantidos em um grande sistema de circula\u00e7\u00e3o guiado por uma rede magn\u00e9tica. Quando essa trajet\u00f3ria \u00e9 desviada, eles emitem uma radia\u00e7\u00e3o convertida em f\u00f3tons com diferentes frequ\u00eancias \u2013 do infravermelho at\u00e9 o raio-X \u2013 capaz de atravessar materiais densos e, com isso, visualizar sua estrutura em n\u00edveis nanom\u00e9tricos. As principais aplica\u00e7\u00f5es de luz s\u00edncrotron est\u00e3o nas \u00e1reas de f\u00edsica da mat\u00e9ria condensada, ci\u00eancia dos materiais, biologia, agricultura e medicina. O Brasil \u00e9 o \u00fanico pa\u00eds da Am\u00e9rica Latina que possui essa tecnologia. Instalada no Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS), em Campinas, interior de S\u00e3o Paulo, desde 1997, a m\u00e1quina chamada UVX colabora para o desenvolvimento de mais de 400 estudos por ano. Por\u00e9m, a crescente demanda por pesquisas mais complexas levou o LNLS a desenvolver um acelerador mais moderno e potente. Foi assim que surgiu o Sirius, um acelerador de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o que, a partir de 2018, colocar\u00e1 o Brasil na fronteira das pesquisas com emiss\u00e3o s\u00edncrotron. Na entrevista a seguir, Ant\u00f4nio Jos\u00e9 Roque da Silva, f\u00edsico e diretor do LNLS, conta como funciona essa tecnologia, como ser\u00e1 o processo de constru\u00e7\u00e3o do superacelerador e quais os benef\u00edcios de um investimento que, entre os primeiros esbo\u00e7os do projeto e seu funcionamento, consumir\u00e1 em torno de dez anos de trabalho e R$1,3 bilh\u00e3o.<\/p>\n<p><strong>\u00a0<img data-recalc-dims=\"1\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/pre.univesp.br\/sites\/530bb90f9caf4daaa9000029\/assets\/555cdae19caf4d1afd0010cb\/DiretorLNLS_Antonio_Jose_Roque_da_Silva.jpg?w=1200&#038;ssl=1\" alt=\"\" \/><\/strong><\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>O senhor poderia explicar como funciona o acelerador de luz s\u00edncrotron?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>O objetivo do s\u00edncrotron \u00e9 gerar luz (radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica), principalmente em faixas de frequ\u00eancia como o raio-X e a ultravioleta. Se voc\u00ea pensar em fontes vis\u00edveis, temos o laser, por exemplo, como fonte de alto brilho. Para o raio-X e a ultravioleta n\u00e3o temos boas fontes. Uma maneira de gerar esta radia\u00e7\u00e3o \u00e9 acelerando el\u00e9trons a uma velocidade pr\u00f3xima \u00e0 da luz. Em princ\u00edpio eles andariam em linha reta. Mas, quando voc\u00ea desvia a trajet\u00f3ria com campos magn\u00e9ticos, voc\u00ea \u201ccurva\u201d a trajet\u00f3ria \u2013 o que gera a emiss\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o. E essa radia\u00e7\u00e3o \u00e9 altamente focalizada, portanto, vai ter alto brilho (que chamamos de baixa emit\u00e2ncia). O espectro emitido dessa radia\u00e7\u00e3o vai at\u00e9 o raio-X. Dependendo do valor do campo magn\u00e9tico local e da energia dos el\u00e9trons, \u00e9 poss\u00edvel ter raios-X de alta energia. Significa que a frequ\u00eancia da onda desse espectro ser\u00e1 alta, o que faz com que os f\u00f3tons associados a essa radia\u00e7\u00e3o tenham mais energia para penetrar materiais. Quanto maior a energia do raio-X, maior seu poder de penetra\u00e7\u00e3o em materiais mais densos. Por isso ele \u00e9 usado para verificar se quebramos os ossos: ele atravessa o nosso corpo. Se eu quero penetrar uma rocha, uma chapa de a\u00e7o, eu preciso de um raio-X de maior frequ\u00eancia.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>O que levou o LNLS a propor um projeto da dimens\u00e3o do Sirius?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque:<\/strong> O Sirius \u00e9 a evolu\u00e7\u00e3o de uma tecnologia que usamos hoje no LNLS, o UVX, a primeira fonte de luz s\u00edncrotron na Am\u00e9rica do Sul. Na \u00e9poca, n\u00e3o foi poss\u00edvel construir uma m\u00e1quina de \u00faltima gera\u00e7\u00e3o. Mas j\u00e1 era claro que, se o projeto tivesse sucesso, com o tempo, teria que passar por uma moderniza\u00e7\u00e3o para manter o programa vivo. O UVX, ent\u00e3o, foi expandindo suas capacidades, com mais linhas de luz e aumentando o n\u00famero de usu\u00e1rios. E esses avan\u00e7os, somados \u00e0 sofistica\u00e7\u00e3o dos experimentos e ao fato de que a m\u00e1quina que funciona hoje \u00e9 de uma gera\u00e7\u00e3o menos competitiva, levaram os pr\u00f3prios usu\u00e1rios a demandar atualiza\u00e7\u00f5es para incorporar caracter\u00edsticas que permitissem pesquisas mais complexas. Em 2008, a proposta foi apresentada ao Minist\u00e9rio de Ci\u00eancia, Tecnologia e Inova\u00e7\u00e3o (MCTI), solicitando recursos para o projeto de um novo acelerador e, em 2009, come\u00e7amos a trabalhar mais intensamente no projeto. Posteriormente, um comit\u00ea internacional nos ajudou a definir o projeto final do Sirius, uma das primeiras m\u00e1quinas de quarta gera\u00e7\u00e3o no mundo, com ultrabaixa emit\u00e2ncia e que ser\u00e1 uma refer\u00eancia internacional.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>Como ser\u00e1 o processo de constru\u00e7\u00e3o do Sirius? E quando come\u00e7a a funcionar?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque:<\/strong> O projeto se divide em tr\u00eas vertentes: a constru\u00e7\u00e3o civil (pr\u00e9dio, subesta\u00e7\u00e3o de energia etc.); os aceleradores, que comp\u00f5em a fonte de radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron propriamente dita (s\u00e3o tr\u00eas aceleradores &#8211; linear, <em>booster<\/em> e principal \u2013 e linhas de transporte entre eles); e as linhas de luz, onde se utiliza a radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron. As tr\u00eas devem caminhar juntas, cada uma com um coordenador. A constru\u00e7\u00e3o civil teve in\u00edcio em dezembro de 2014, com expectativa de conclus\u00e3o em 40 meses. \u00c9 um projeto longo, uma obra extremamente complexa, com necessidade de estabiliza\u00e7\u00e3o de estrutura, um piso especial, que sustente as vibra\u00e7\u00f5es. A constru\u00e7\u00e3o dos aceleradores ser\u00e1 feita, na maior parte, pelo LNLS. Em muitos casos, com parceiros de empresas nacionais. Alguns poucos componentes, como o acelerador linear, ser\u00e3o comprados no exterior. O Sirius poder\u00e1 ter at\u00e9 40 linhas de luz. A primeira fase prev\u00ea a constru\u00e7\u00e3o de 13 linhas, que ser\u00e3o capazes de cobrir todas as t\u00e9cnicas que existem hoje. Nossa expectativa \u00e9 que as atividades possam ter in\u00edcio em 2018.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>Por que a constru\u00e7\u00e3o necessita de um piso especial?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>O Sirius est\u00e1 sendo projetado para ser uma m\u00e1quina de ultrabaixa emit\u00e2ncia, isso significa que o feixe de el\u00e9trons ser\u00e1 muito pequeno. Esse feixe \u00e9 guiado por \u00edm\u00e3s, em uma rede magn\u00e9tica. Esses \u00edm\u00e3s est\u00e3o apoiados no ch\u00e3o, que vibra. O piso tem que ser especial para amortecer essa vibra\u00e7\u00e3o, porque, caso contr\u00e1rio, isso perturba o feixe e estraga o tamanho da emit\u00e2ncia, que fica maior do que desejamos.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>O Sirius come\u00e7ar\u00e1 a operar com 13 linhas de luz, depois passar\u00e1 a 40. O que s\u00e3o essas linhas de luz?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>Os el\u00e9trons precisam ser acelerados e mantidos em circula\u00e7\u00e3o em um tubo de v\u00e1cuo, guiados por uma rede magn\u00e9tica. Cada vez que t\u00eam a trajet\u00f3ria desviada, eles emitem radia\u00e7\u00e3o, que sai na tangente da trajet\u00f3ria. Ent\u00e3o voc\u00ea \u201cabre um buraco\u201d na c\u00e2mara de v\u00e1cuo em que os el\u00e9trons circulam, que deixa essa radia\u00e7\u00e3o sair. E essa radia\u00e7\u00e3o, que ser\u00e1 utilizada nos experimentos, \u00e9 coletada nas chamadas linhas de luz. Ent\u00e3o voc\u00ea tem que pegar essa radia\u00e7\u00e3o e condicion\u00e1-la de forma apropriada, com espelhos, fendas, monocromadores, para selecionar as frequ\u00eancias de interesse e fazer com que o feixe de raios-X ou ultravioleta chegue de forma apropriada na amostra. \u00c9 na linha de luz que a radia\u00e7\u00e3o segue sua trajet\u00f3ria. Para um dado acelerador, \u00e9 poss\u00edvel ter v\u00e1rias linhas de luz em que todos os grupos trabalham de forma simult\u00e2nea. Quanto mais linhas de luz, maior \u00e9 o ganho de escala da utiliza\u00e7\u00e3o do investimento no acelerador, pois mais pesquisas podem ser feitas com menor gasto de energia dos aceleradores.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>O senhor poderia explicar a diferen\u00e7a entre o Grande Colisor de H\u00e1drons (LHC) [do CERN \u2013 Organiza\u00e7\u00e3o Europeia para a Pesquisa Nuclear, localizado na Su\u00ed\u00e7a] \u2013 ou outros colisores \u2013 e o acelerador Sirius?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>O LHC \u00e9 um colisor. Seu objetivo \u00e9 acelerar pr\u00f3tons ou n\u00facleons para colidirem uns com os outros e, ent\u00e3o, estudar sua estrutura interna no n\u00edvel de quarks. No acelerador s\u00edncrotron, apesar de ter estruturas semelhantes, a finalidade \u00e9 completamente diferente: n\u00e3o se trata de colidir nada, mas, sim, gerar radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron. A inten\u00e7\u00e3o, portanto, \u00e9 manter os el\u00e9trons est\u00e1veis ao longo de sua trajet\u00f3ria, para que eles emitam a radia\u00e7\u00e3o. Isso muda completamente a escala e as part\u00edculas de energia. O LHC tem 27 quil\u00f4metros de extens\u00e3o, o Sirius vai ter 520 metros de per\u00edmetro. O S\u00edncrotron atua em uma escala de \u00e1tomos, mol\u00e9culas, rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas ou, ainda, em escala de nan\u00f4metros ou at\u00f4mica, que podem ser aplicadas em v\u00e1rias \u00e1reas do conhecimento. Os colisores, por outro lado, caminham para uma escala subnuclear, para observar a estrutura mais fundamental da mat\u00e9ria, do universo.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>Qual \u00e9 a \u00e1rea da ci\u00eancia hoje em dia que mais utiliza a luz s\u00edncrotron?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>Atualmente, temos cerca de 400 pesquisas desenvolvidas por ano aqui, envolvendo em torno de 1,2 mil pessoas. Por volta de 80% dos estudos s\u00e3o do Brasil, 20% exterior, principalmente Am\u00e9rica do Sul. Das pesquisas brasileiras, 50% s\u00e3o do Estado de S\u00e3o Paulo, a outra metade do resto do Brasil. As pesquisas s\u00e3o variadas; a maioria \u00e9 relacionada \u00e0 \u00e1rea de F\u00edsica e estudos de materiais; mas temos pesquisas em Qu\u00edmica, agricultura, Biologia (molecular estrutural), Paleontologia, pol\u00edmeros, nanoestruturas etc. A \u00e1rea de Medicina tem crescido bastante. Recentemente abrimos uma linha dedicada a imagens. Nessa \u00e1rea \u00e9 poss\u00edvel estudar tecidos, estrutura de neur\u00f4nios no c\u00e9rebro, do ponto de vista anat\u00f4mico. Outras linhas permitem o estudo da composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>Existe alguma \u00e1rea de estudo, algum projeto em especial, para o qual o LNLS acredita que o Sirius ser\u00e1 crucial?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>O s\u00edncrotron \u00e9 uma ferramenta que pode atuar em qualquer \u00e1rea do conhecimento. Existem \u00e1reas de pesquisa que acreditamos que o Sirius pode ter um impacto grande. Como casos estrat\u00e9gicos para o Brasil, temos pesquisas na \u00e1rea da sa\u00fade \u2013 prote\u00ednas e estruturas de c\u00e9lulas; agricultura \u2013 sementes e fibras de celulose; na \u00e1rea de energia \u2013 rochas da camada pr\u00e9-sal, bioenergia, baterias. O Sirius foi projetado para auxiliar os pesquisadores na busca de solu\u00e7\u00f5es para esses problemas.<\/p>\n<p><strong><em>Pr\u00e9-Univesp: <\/em><\/strong><em>O que se pode esperar de retorno de um projeto dessa magnitude no Brasil?<\/em><\/p>\n<p><strong>Jos\u00e9 Roque: <\/strong>Em primeiro lugar temos o retorno direto da pesquisa. Sendo um dos equipamentos mais sofisticados dispon\u00edveis no mundo, ele permitir\u00e1 um avan\u00e7o na qualidade de pesquisas de grupos brasileiros, que poder\u00e3o desenvolver determinadas pesquisas com maior qualidade e menor tempo, sem limita\u00e7\u00f5es de equipamento. Hoje em dia, temos experimentos que precisam ser feitos no exterior porque nossa m\u00e1quina n\u00e3o comporta. O segundo avan\u00e7o est\u00e1 no envolvimento de empresas brasileiras na fabrica\u00e7\u00e3o de equipamentos para a constru\u00e7\u00e3o da m\u00e1quina. A terceira \u00e9 a internacionaliza\u00e7\u00e3o: por ser um dos poucos equipamentos do mundo com essa tecnologia, ele passa a atrair pesquisadores do mundo todo que hoje n\u00e3o teriam interesse em desenvolver pesquisa aqui no Brasil. Isso, se bem acoplado com pesquisas nacionais, permite uma maior intera\u00e7\u00e3o com a comunidade internacional. E, em quarto lugar, a visibilidade, mostrar que \u00e9 poss\u00edvel ter pesquisas desse n\u00edvel tecnol\u00f3gico no pa\u00eds e ver mat\u00e9rias sobre o Sirius em revistas cient\u00edficas renomadas como a <em>Nature<\/em>. Ele abre um conjunto grande de \u00e1reas de pesquisa, que interessam n\u00e3o apenas ao Brasil, mas ao mundo<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Revista Pr\u00e9-Univesp em 20\/05\/2016 LINK:\u00a0https:\/\/pre.univesp.br\/sirius#.Vz-GmvkrIdW A luz s\u00edncrotron \u00e9 um tipo de radia\u00e7\u00e3o eletromagn\u00e9tica produzida em grandes m\u00e1quinas que aceleram part\u00edculas. 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