Energia

Professor, eu encolhi o síncrotron

Professor, eu encolhi o síncrotron
Focalizados em um ponto muito preciso no espaço, os raios X gerados pelo síncrotron de mesa têm pulsos extremamente curtos, formando um feixe muito estreito. [Imagem: Kneip et al./Nature Physics]

Síncrotrons são aceleradores de elétrons, onde são gerados tipos especiais de luz, cada uma útil para um tipo de aplicação - por exemplo, nanobiologia, farmacologia, energia, microeletrônica, alimentos, materiais e até paleontologia.

Por esta lista é fácil ver que os síncrotrons são extremamente úteis. Mas eles costumam ser gigantescos, ocupar prédios inteiros e custar milhões de dólares.

Mas não por muito tempo.

Luz síncrotron

Um grupo internacional de cientistas acaba de construir um equipamento que cabe em cima de uma mesa e que é capaz de produzir luz síncrotron de raios X tão intensa quanto a que é gerada por alguns dos maiores laboratórios do mundo.

O instrumento poderá tornar muito mais simples e mais barato a tarefa de analisar materiais em áreas tão diversas como medicina e engenharia aeronáutica, além de possibilitar a aplicação da técnica em áreas onde hoje ela não é acessível.

"Cada nova geração de máquinas de raios X tem aberto novas fronteiras na ciência, desde as primeiras radiografias até a determinação da estrutura do DNA [ácido desoxirribonucleico]," destacam os pesquisadores em seu artigo, publicado na revista Nature Physics.

Hoje, os grandes síncrotrons fornecem aos pesquisadores de todas as áreas fontes extremamente brilhantes de raios X, capazes de gerar imagens com resoluções cada vez maiores.

No entanto, a sua dimensão e os custos envolvidos em sua instalação resultam na existência de apenas alguns poucos síncrotrons no mundo, e a demanda para sua utilização supera largamente a oferta.

Síncrotron de mesa

O novo síncrotron de mesa, que foi desenvolvido por cientistas da França, Portugal, Reino Unido e EUA, funciona de forma semelhante a um síncrotron normal, mas em uma escala muito menor - todo o dispositivo está alojado em uma câmara de vácuo com cerca de um metro de diâmetro.

E a qualidade dos raios X gerados não deixa nada a dever aos seus irmãos maiores: focalizados em um ponto muito preciso no espaço, os raios X gerados pelo síncrotron de mesa têm pulsos extremamente curtos, formando um feixe muito estreito.

Quanto maior estreito for o feixe de raios X, mais finos serão os detalhes de um material que ele conseguirá captar.

Isto não é fácil de obter, e abre a possibilidade de que a fonte portátil permita o estudo de interações atômicas e moleculares ocorrendo em escalas de femtossegundos.

"As propriedades inerentes do nosso sistema relativamente simples geram, em alguns milímetros, um feixe de raios X de alta qualidade que rivaliza com os feixes produzidos por fontes de síncrotron com centenas de metros de comprimento," disse o Dr. Stefan Kneip, do Imperial College London.

"Embora nossa técnica não vá competir imediatamente com as grandes fontes de raios X de todo o mundo, para algumas aplicações ela permitirá medições importantes que não eram possíveis até agora," concluiu o cientista.

Síncrotron brasileiro

O Brasil está com um projeto em andamento para a construção de um acelerador de elétrons de terceira geração.

O Síncrotron Sírius, que será construído em Campinas, no interior de São Paulo, terá um diâmetro de 146 metros e está orçado em US$200 milhões.

Bibliografia:

Bright spatially coherent synchrotron X-rays from a table-top source
S. Kneip, C. McGuffey, J. L. Martins, S. F. Martins, C. Bellei, V. Chvykov, F. Dollar, R. Fonseca, C. Huntington, G. Kalintchenko, A. Maksimchuk, S. P. D. Mangles, T. Matsuoka, S. R. Nagel, C. A. J. Palmer, J. Schreiber, K. Ta Phuoc, A. G. R. Thomas, V. Yanovsky, L. O. Silva, K. Krushelnick, Z. Najmudin
Nature Physics
Vol.: 6, Pages: 980-983 (2010)
DOI: 10.1038/nphys1789




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