18/06/2018 às 12h27min - Atualizada em 18/06/2018 às 12h27min

Acelerador de partículas investigará a matéria

O Sirius, instalado em Campinas, permitirá estudo detalhado desde solo até células em funcionamento

Área interna do acelerador de partículas Sirius (Folhapress/Divulgação)
"O Sirius nasce aqui nesta sala", diz o engenheiro eletricista James Francisco Citadini, 36, referindo-se à máquina mais complicada já construída por pesquisadores brasileiros. A partir do segundo semestre do ano que vem, nos arredores de Campinas (SP), elétrons vão ser acelerados para percorrer um circuito de 520 metros dentro de um vácuo similar ao do espaço sideral, funcionando como uma intensa fonte de raios X (e de outros tipos de radiação) que ajudará cientistas a investigar o âmago dos mais variados tipos de material, de amostras de solo a células vivas em pleno funcionamento.
As especificações técnicas do Sirius, projeto que deverá custar quase R$ 2 bilhões, farão dele a segunda fonte de luz síncrotron (como é conhecida a radiação produzida com a aceleração de partículas como os elétrons) de quarta geração a entrar em atividade no planeta, e a campeã mundial em algumas categorias, como o brilho dos raios X que emitirá em determinada faixa do espectro luminoso.
A reportagem visitou as obras do Sirius, que caminham para sua reta final – até agosto, toda a parte correspondente à construção civil deve estar pronta, enquanto os demais componentes do acelerador de elétrons serão montados até novembro, segundo Antonio José Roque da Silva, diretor do LNLS (Laboratório Nacional de Luz Síncrotron), instituição que coordena o trabalho.
Tanto de fora quanto por dentro, o Sirius é um mastodonte, com a escala e a imponência de um estádio de futebol de Copa do Mundo. O paradoxo, porém, é que tanto tamanho precisa ser combinado com precisão milimétrica. Para que os elétrons consigam viajar pelo complexo de uma maneira que permita realizar observações inovadoras da estrutura da matéria, mesmo os menores desvios são inadmissíveis.
"O que a gente faz é isolar o prédio numa bolha de estabilidade térmica e mecânica", explica Citadini, coordenador de instalações do Sirius. Todas as janelas dão para laboratórios fora da estrutura principal, de modo que a variação de temperatura no túnel pelo qual os elétrons correrão não passe de 0,1 grau Celsius.
Também foi preciso projetar as edificações literalmente mais estáveis da América Latina, com fundações especiais e concreto à prova de fissura – isso porque o feixe de elétrons extremamente fino, da ordem de poucos micrômetros (milésimos de milímetro) de espessura, não pode sair dos "trilhos" em momento algum.
"Se o piso vibra, você não chega na melhor máquina do mundo", resume o engenheiro eletricista, que trabalha no LNLS há 15 anos.
 
Caminhos

O resultado quase pronto de 30 anos de investimento


Praticamente todos os componentes da máquina foram projetados no Brasil. A principal exceção é o Linac (sigla de "acelerador linear"), de fabricação chinesa, que já passou pelos primeiros testes. Sua função é acelerar o feixe de elétrons em linha reta até que eles alcancem uma energia de 150 megaeletronvolts.
Essa aceleração e as subsequentes são feitas por meio da emissão de frequências de rádio, que dão "empurrãozinhos" nas cristas de onda dos elétrons. Ao mesmo tempo, ímãs especiais funcionam como lentes convergentes, focalizando o feixe, feito uma lupa que concentra a luz do Sol.
Ao deixar o Linac, o feixe vai para o "booster", responsável por fazer com que os elétrons alcancem a energia máxima de 3 gigaeletronvolts. Finalmente, as partículas chegam ao anel de armazenamento, onde combinações especiais de ímãs fazem com que os elétrons emitam um amplo espectro de radiação eletromagnética, em especial as frequências de raios X que farão do Sirius uma espécie de aparelho de tomografia gigantesco, muito preciso e rápido. "A gente vai conseguir fazer análises, que antes demorariam um dia, em questão de segundos", afirma o físico Harry Westfahl Junior, diretor científico do LNLS.
Além da velocidade e da resolução, a máquina ainda terá a capacidade de penetrar mais fundo, em materiais mais densos, e de obter contrastes mais sutis em materiais heterogêneos de todos os tipos. Isso ajudaria a estudar a dispersão de um fertilizante por um pedaço de solo, o funcionamento de um motor, a produção de neurotransmissores num neurônio ou as células musculares de um animal ainda vivo, entre outras aplicações.
Segundo Roque da Silva, o cronograma para a conclusão do projeto avança normalmente, apesar do estado de penúria do financiamento público da ciência no país, mas seriam necessários ao menos mais R$ 200 milhões (idealmente, R$ 280 milhões) para entregar o Sirius no prazo.
Uma vez pronta, a máquina teria custos anuais de manutenção da ordem de R$ 120 milhões. Para os cientistas que forem aprovados em processos de seleção para tocar suas pesquisas no complexo, porém, o uso não custará nada.
"O Sirius não é geração espontânea. É o resultado de um esforço consistente de 30 anos de investimento. A gente tem esse problema de autoestima no Brasil, mas uma obra como ele mostra o que é possível fazer aqui", afirma

 

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