{"id":940,"date":"2011-02-22T09:56:10","date_gmt":"2011-02-22T09:56:10","guid":{"rendered":"https:\/\/www.cnpem.staging.wpengine.com\/?p=940"},"modified":"2026-03-03T10:14:17","modified_gmt":"2026-03-03T13:14:17","slug":"1001-utilidades-para-a-luz-sincrotron","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/cnpem.br\/en\/1001-utilidades-para-a-luz-sincrotron\/","title":{"rendered":"1001 utilidades para a luz s\u00edncrotron"},"content":{"rendered":"

Blog A F\u00edsica se Move, em 18\/02\/2011<\/em><\/p>\n

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H\u00e1 uma m\u00e1quina do tamanho de um sal\u00e3o grande, guardada dentro de um pequeno pr\u00e9dio nas proximidades de Campinas, SP, que \u00e9 um verdadeiro coringa: \u00e9 usada para pesquisas da nanoci\u00eancia \u00e0 qu\u00edmica dos derivados de petr\u00f3leo, da paleontologia \u00e0 bioqu\u00edmica extraterrestre. \u00c9 a \u00fanica da Am\u00e9rica Latina; no hemisf\u00e9rio Sul s\u00f3 h\u00e1 outra parecida na Austr\u00e1lia; e a daqui \u00e9 utilizada por cientistas de v\u00e1rios pa\u00edses, como Argentina, It\u00e1lia, Su\u00e9cia e Rep\u00fablica Tcheca.<\/p>\n

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O aparelho tem a forma de um anel de 30 metros de di\u00e2emtro e chama-se “acelerador s\u00edncrotron”. Encontra-se no Laborat\u00f3rio Nacional de Luz S\u00edncrotron (LNLS), um complexo a poucos quil\u00f4metros da Unicamp. O porqu\u00ea de tanta versatilidade deve-se \u00e0 radia\u00e7\u00e3o que produz, que tem o mesmo nome, “luz s\u00edncrotron”. Esses raios s\u00e3o \u00fateis para investigar com precis\u00e3o a estrutura da mat\u00e9ria no n\u00edvel dos \u00e1tomos – \u00e9 poss\u00edvel com isso confeccionar novos materiais e pesquisar a f\u00edsica por detr\u00e1s de in\u00fameros fen\u00f4menos – e tamb\u00e9m para formar imagens tridimensionais do interior dos objetos sem ser preciso abri-los (em outros laborat\u00f3rios pelo mundo, j\u00e1 se observou com ela inclusive o interior de ovos de dinossauro mantendo-os intactos).<\/p>\n

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A radia\u00e7\u00e3o \u00e9 produzida por el\u00e9trons que trafegam em c\u00edrculos no interior do anel a 99,999% da velocidade da luz (energia de 1,37 GeV); sua trajet\u00f3ria \u00e9 mantida dentro do anel por fortes campos magn\u00e9ticos, que obrigam as part\u00edculas a fazerem a curva. Part\u00edculas carregadas como os el\u00e9trons emitem radia\u00e7\u00e3o naturalmente quando s\u00e3o desviados da trajet\u00f3ria reta, formando a luz s\u00edncrotron emitida pelo aparelho.<\/p>\n

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Ao redor do anel, h\u00e1 diversas “sa\u00eddas” para a radia\u00e7\u00e3o, cada uma acoplada a um conjunto de aparelhos. S\u00e3o as “linhas de luz”. Cada linha de luz processa a radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron de uma forma diferente, adequando-a para as diversas aplica\u00e7\u00f5es poss\u00edveis. O conjunto todo \u00e9 o “laborat\u00f3rio s\u00edncrotron”.
\nO ribossomo, \u00e1tomo por \u00e1tomo<\/p>\n

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O aspecto “coringa” desse complexo foi ilustrado ricamente num minicurso voltado a estudantes de p\u00f3s-gradua\u00e7\u00e3o, que aconteceu no LNLS entre 17 e 25 de janeiro \u00faltimo, intitulado “Novos desenvolvimentos no campo das radia\u00e7\u00f5es s\u00edncrotron” (parte do programa Escola S\u00e3o Paulo de Ci\u00eancia Avan\u00e7ada, EPSCA). O objetivo era compartilhar o que vem sendo feito em laborat\u00f3rios s\u00edncrotron de todo o globo para quem quisesse ouvir. Gente do mundo inteiro compareceu – Brasil, Argentina, Fran\u00e7a, Alemanha, Espanha, Estados Unidos, Ir\u00e3, \u00c1frica do Sul etc. Vou abaixo falar sobre umas poucas pesquisas apresentadas, s\u00f3 para dar uma ideia da variedade do que pode ser feito com laborat\u00f3rios s\u00edncrotrons.<\/p>\n

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Quem foi teve a sorte de ouvir as palestras de dois pr\u00eamios Nobel: Ada Yonath, de Qu\u00edmica, e Albert Fert, de F\u00edsica. Fert, da Universidade de Paris, falou sobre a spintr\u00f4nica, uma nova \u00e1rea que explora as possibilidades de transmiss\u00e3o de informa\u00e7\u00e3o por meio de ondas de spins de el\u00e9trons. Ada Yonath, do Instituto Weizmann, em Israel, falou no primeiro dia. Discorreu sobre suas pesquisas em Israel a respeito da estrutura do ribossomo – uma organela celular que faz a “leitura” do c\u00f3digo do DNA e com isso produz prote\u00ednas para a c\u00e9lula.<\/p>\n

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Basicamente, o que seu grupo e seus colaboradores fizeram foi aproveitar que o ribossomo \u00e9 muito pequeno – tem entre 25 e 30 nan\u00f4metros de di\u00e2metro – e trat\u00e1-lo como se fosse uma mol\u00e9cula. Ora, um dos usos mais comuns para a radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron \u00e9 a determina\u00e7\u00e3o da estrutura da mol\u00e9cula de um material – de que \u00e1tomos \u00e9 composta e como eles se distribuem na mol\u00e9cula. Os cientistas aplicaram o m\u00e9todo no ribossomo e acabaram determinando a sua estrutura \u00e1tomo por \u00e1tomo!<\/p>\n

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N\u00e3o s\u00f3: foram mostradas imagens do ribossomo se mexendo enquanto passava atrav\u00e9s dele uma “fita” de RNAm (mol\u00e9cula semelhante \u00e0 do DNA, que leva o c\u00f3digo gen\u00e9tico do n\u00facleo para o citoplasma da c\u00e9lula). Como num verdadeiro mecanismo de montagem em s\u00e9rie, mol\u00e9culas de amino\u00e1cidos presentes no citoplasma eram ligadas uma ap\u00f3s a outro, formando uma cadeia que constituiria uma prote\u00edna, numa sequ\u00eancia determinada pelo RNAm que era lido simultaneamente. A longa mol\u00e9cula da prote\u00edna sa\u00eda por um t\u00fanel atrav\u00e9s da organela.
\nF\u00edsica & Paleontologia<\/p>\n

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No dia 21, houve a inesperada palestra de uma jovem paleont\u00f3loga, Sophie Sanchez, do Museu Nacional de Hist\u00f3ria Natural, em Paris, que mostrou como os laborat\u00f3rios s\u00edncrotron podem ser \u00fateis para a sua ci\u00eancia. F\u00f3sseis muitas vezes v\u00eam no interior de rochas e seria preciso quebr\u00e1-las e estragar as rel\u00edquias para conseguir enxerg\u00e1-los. Com a luz s\u00edncrotron, pode-se obter figuras tridimensionais do interior dessas rochas mantendo-as intactas. Na telona foram exibidas imagens de um velho peda\u00e7o de \u00e2mbar com insetos f\u00f3sseis dentro, uma pesquisa de Malvina Lak (da Universidade de Rennes, na Fran\u00e7a) e Paul Tafforeau. (do European Synchrotron Radiation Facility). Uma simula\u00e7\u00e3o computacional, alimentada pelas imagens obtidas com o s\u00edncrotron, montou uma anima\u00e7\u00e3o na qual o \u00e2mbar girava na tela, mostrando com nitidez os antiqu\u00edssimos insetos de cerca de 100 milh\u00f5es de anos. Tamb\u00e9m mostrou v\u00e1rias an\u00e1lises do interior de ossos e dentes de animais pr\u00e9-hist\u00f3ricos e embri\u00f5es dentro de ovos.
\nEsse tipo de pesquisa – a do ribossomo ou a dos insetos dentro do \u00e2mbar – n\u00e3o poderia ser feita no LNLS, pois precisa da chamada fonte de radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron de terceira gera\u00e7\u00e3o, que produz radia\u00e7\u00e3o mais intensa e com espectro mais amplo. Mas um novo anel est\u00e1 sendo constru\u00eddo no LNLS, o Sirius, com 146 metros de di\u00e2metro. Este ser\u00e1 uma fonte de terceira gera\u00e7\u00e3o e abrir\u00e1 possibilidades para todo um conjunto novo de possibilidades de pesquisas para o Brasil e para os usu\u00e1rios LNLS vindos de outros pa\u00edses.<\/p>\n

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Outros pesquisam ovos mais recentes. Antes de Sophie, falou Franz Pfeiffer, da Universidade T\u00e9cnica de Munique, Alemanha. Explicou, em meio a equa\u00e7\u00f5es e desenhos esquem\u00e1ticos, a teoria matem\u00e1tica por detr\u00e1s das mesmas t\u00e9cnicas que ela usava. A raz\u00e3o de tanta sofistica\u00e7\u00e3o \u00e9 que, para transformar os dados brutos da radia\u00e7\u00e3o s\u00edncrotron em imagens, \u00e9 necess\u00e1rio um complexo processamento matem\u00e1tico realizado por computadores. Para ilustrar a aplica\u00e7\u00e3o da teoria, em certo momento Pfeiffer mostrou os resultados de um experimento-teste feito no laborat\u00f3rio: imagens tridimensionais do interior de… um Kinder-Ovo!<\/p>\n

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Filmes mesoporosos e bioqu\u00edmica extraterrestre<\/p>\n

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Mais pr\u00f3ximo da f\u00edsica, o argentino Galo Soler-Ill\u00eda, do Centro At\u00f3mico Constituyentes, em Buenos Aires, falou sobre os filmes mesoporosos. Assunto amplamente desconhecido do grande p\u00fablico, trata-se de min\u00fasculos dispositivos com forma de fin\u00edssimas pel\u00edculas porosas – cada poro possui entre 2 e 50 nan\u00f4metros, ou milion\u00e9simos de mil\u00edmetro – com m\u00faltiplas aplica\u00e7\u00f5es na nanoci\u00eancia. Podem servir para a tecnologia, como na constru\u00e7\u00e3o de detectores de subst\u00e2ncias qu\u00edmicas, ou para estudos cient\u00edficas em f\u00edsica, qu\u00edmica e biologia. Uma surpreendente pesquisa de 2009, feita por uma equipe de Buenos Aires, usou filmes mesoporosos para simular o funcionamento das membranas de neur\u00f4nios, que transmitem o impulso nervoso bloqueando ou deixando passar \u00edons de s\u00f3dio e pot\u00e1ssio. Usando, para isso, o LNLS.<\/p>\n

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Outra pesquisa de 2009, que n\u00e3o chegou a ser comentada no evento, usou as instala\u00e7\u00f5es do LNLS e concluiu que h\u00e1 indica\u00e7\u00f5es da exist\u00eancia de adenina, uma das bases constituintes do DNA, na atmosfera de Tit\u00e3, um sat\u00e9lite de Saturno! O que foi feito por Sergio Pilling, da Universidade do Vale do Para\u00edba (Univap), foi simular a atmosfera e as condi\u00e7\u00f5es do sat\u00e9lite numa camp\u00e2nula e analisar a composi\u00e7\u00e3o do material que era formado ali. O LNLS foi usado para produzir raios-X para imitar os raios-X solares que bombardeiam a atmosfera de Tit\u00e3.<\/p>\n

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Na camp\u00e2nula, formou-se uma ma\u00e7aroca composta de diversas subst\u00e2ncias qu\u00edmicas, que aparece frequentemente em condi\u00e7\u00f5es semelhantes no espa\u00e7o sideral, chamada “tholin”. A an\u00e1lise do tholin acusou a presen\u00e7a da adenina. \u00c9 uma conclus\u00e3o excitante, pois coloca um pequeno tijolo a mais nas pesquisas sobre a origem da vida – como ela p\u00f4de aparecer a partir de elementos n\u00e3o biol\u00f3gicos – e mesmo sobre as possibilidades de ela surgir tamb\u00e9m em outros mundos.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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