Em mais uma vez, a última desse ano, nesta sexta-feira dia 09 de novembro, o auditório do IFGW se encheu de curiosos e da comunidade da Unicamp para prestigiarem mais um evento da série Física para Curiosos. A palestra foi proferida pelo Prof. Harry Westfahl, ex-aluno do Instituto e Diretor Científico do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, sob o tema “Sirius: a nova fonte de luz síncrotron brasileira”.

Pouco antes da palestra começar a bióloga e funcionária do Laboratório de Imunoematologia do Hemocentro da Unicamp, Maria de Fátima Locatelli, disse que ficou sabendo da palestra pela divulgação feita pela Profa. Adriana Fontes, da Universidade Federal de Pernambuco e ex-aluna do IFGW, durante um seminário que ministrou no Hemocentro. “Adriana foi parceira do Hemocentro quando fazia seu doutorado aqui no IFGW com o Prof. Lenz e sempre que está por aqui ela vai nos brindar com um seminário sobre as suas pesquisas. Neste último ela nos incentivou para participarmos dessa palestra de hoje. Como sou muito interessada em temas da Física e este trata-se de um tema muito diferente, estou aqui para aprender um pouco”, comentou Maria.

O engenheiro eletrônico aposentado do CPqD – Centro de Pesquisas e Desenvolvimento – Marcos Guimarães Castelo Branco, veio acompanhado da esposa e ambos estavam curiosos para saber sobre as pesquisas realizadas no LNLS.  Marcos acredita que a iniciativa de promover temas de Física para a compreensão de leigos faz com que a população saiba da importância dos investimentos na área das ciências. “A população em geral precisa conhecer empreendimentos científicos grandiosos como esse que orgulham nossa ciência”, completou.

Em seguida o palestrante iniciou a sua palestra agradecendo a oportunidade e a presença de todos. Contou que em seu cotidiano de trabalho como Diretor Científico do LNLS ele lida com questões de orçamentos, pessoas, Física e tantos outros assuntos. “As pessoas sempre me perguntam o quanto da minha formação em Física na Unicamp me ajuda no trabalho que realizo todos os dias. A minha resposta é sempre a mesma: 100%. A primeira mensagem que gostaria de passar para todos vocês é que todo o conhecimento que adquiri aqui no IFGW – desde as matérias mais básicas como os Cálculos até as mais avançadas na pós-graduação – é absolutamente imprescindível para as minhas atividades hoje”, observou Harry.

Na sequência explicou que a nova fonte de luz síncrotron que está em fase final de construção - o Laboratório Sirius – faz parte do CNPEM – Centro Nacional de Pesquisas em Energia e Materiais onde encontram-se o Laboratório Nacional de Nano Tecnologia (LNNano), Laboratório Nacional de Biotecnologia (LNBio), Centro de Tecnologia do Bioetanol (CTBE) e o Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS).

O Sirius começou a ser construído no início de 2015. Enfrentou alguns atrasos nas obras por conta da crise econômica que o país enfrenta, mas está em fase final de construção. O professor contou que a grande maioria das tecnologias, equipamentos e componentes utilizados no Sirius foram desenvolvidos por empresas nacionais. “São empresas que hoje detém o know-how das tecnologias e podem vender para outros laboratórios de luz síncrotron que estão sendo construídos e projetados no mundo. Aceleradores, detectores, onduladores, etc, foram desenvolvidos pela indústria nacional. Quase 90 % de tudo o que foi investido foi direcionado para o desenvolvimento do próprio país. Sem contar a formação de recursos humanos, que é, sem dúvida um dos maiores legados do projeto”, observou o professor.

O palestrante explicou sobre o uso da radiação eletromagnética para estudar materiais mostrando um gráfico contendo o espectro das radiações e seus respectivos comprimentos de onda – desde as ondas de rádio até os raios gama, passando pela luz visível. Mostrou um exemplo de uma foto tirada submetendo-se uma pessoa desde as ondas de rádio até os raios X. A imagem obtida vai se definindo conforme o espectro das ondas irradiadas na pessoa vai se aproximando da luz visível, até mostrar os seus ossos numa imagem de raios X. “Uma fonte de luz síncrotron é um acelerador de partículas que produz radiações eletromagnéticas em todas as regiões do espectro. Seria como uma lâmpada universal, que emite radiação em todo o espectro”. Explicou ainda, através de um diagrama que continha as energias das radiações produzidas pelo acelerador, os efeitos que as radiações causam ao interagirem com a matéria, como por exemplo as rotações e torções moleculares produzidas pelas chamadas micro-ondas, as mudanças de níveis energéticos de elétrons quando seus átomos são submetidos às radiações ultravioletas e a ionização quando raios x incidem sobre eles. Mostrou na prática imagens produzidas por radiações de diversas energias incidentes em uma planta, chegando-se ao ponto de podermos entender as estruturas proteicas de seu caule e folhas. Mas qual o objetivo de se entender tão profundamente a estrutura de uma planta? “Poderíamos, por exemplo, entender o porquê da morte das plantas, o que falta ou sobra no solo que causa essa morte? Como podemos melhorar o aporte de suplementos para que uma planta possa nos oferecer mais de uma vitamina ou elemento químico do que de outro? Poderia ser interessante, por exemplo, entender a distribuição de cálcio em um determinado alimento para posterior melhora de aporte de cálcio pela ingestão do alimento na população em geral”, explicou Harry.

O que faz uma fonte de luz ser boa para esse tipo de pesquisa? Ela tem que ter espectro amplo – para vários tipos de investigações, ser intensa e pequena – para ter boa resolução, e colimada – para não emitir em todas as direções. Quanto menor a fonte, mais intensa e colimada maior será o brilho dessa fonte. “Quando dizemos que o Sirius será a fonte de maior brilho no mundo estamos falando que assim será em Raio X, infravermelho etc – isso porque será de amplo espectro”, explicou.

Para gerar espectros amplos e intensos, uma das formas mais eficientes é a aceleração de cargas. A mudança de trajetória dessas cargas ocasiona a emissão de fótons, ou seja, de luz. Quando a velocidade da carga é pequena em comparação à velocidade da luz, os fótons são emitidos em todas as direções, mas ao se acelerar as cargas para que fiquem com velocidades próximas à velocidade da luz, os fótons são emitidos em uma direção específica, ou seja, colimados. “No síncrotron aceleramos elétrons através de conjuntos de imãs e em diversas etapas, para que suas velocidades fiquem próximas à velocidade da luz. Depois, também através de conjuntos de imãs, mudamos as suas trajetórias para que emitam fótons. Em seguida coletamos esses fótons emitidos em várias estações experimentais onde encontram-se vários equipamentos para filtragem e focalização da radiação de acordo com o comprimento de onda. Incidimos o feixe de um determinado comprimento de onda, colimado e intenso em amostras de materiais para estudos”, observou o palestrante. Um exemplo de pesquisa em uma dessas linhas experimentais é o desenho de fármacos: praticamente todos os fármacos passam por um processo como esse, encontrando-se em qual proteína ele vai agir, como é a sua ligação com a proteína etc. “O coquetel de combate à AIDS é um dos exemplos mais famosos desse tipo de pesquisa”, lembrou Harry.

O professor mostrou a evolução dos aceleradores síncrotron. Nos anos 60/70 foram construídos os primeiros aceleradores de elétrons com propósito de colisão de partículas, então pensou-se em usar parte da energia emitida pelos elétrons para estudo de materiais. De tanto os físicos que estudavam materiais pedirem para os físicos de altas energias para usarem seus aceleradores, resolveu-se construir aceleradores síncrotron específicos para estudos de materiais – os síncrotrons de segunda geração. Os síncrotrons de terceira geração otimizou os de segunda no que tocava à diminuição do tamanho da fonte, aumentando o brilho das radiações coletadas nas linhas experimentais. O Sirius é considerado um acelerador síncrotron de quarta geração porque trabalha no limite do tamanho da fonte. “O Sirius será o segundo síncrotron de quarta geração no mundo. Como fizemos otimizações na sua construção e tecnologias, ele terá o dobro do brilho em relação ao Max4 – em operação na Suécia. O nosso acelerador atual focaliza imagens da ordem de 10 mícrons e com o Sirius será de 30 nanômetros. Assim, teremos uma resolução melhorada em quase mil vezes. Em termos de penetração do feixe de Raios X, com nosso síncrotron atual conseguimos penetrar alguns mícrons de aço e com Sirius conseguiremos penetrar em alguns centímetros de aço. Isso porque com um acelerador maior, obteremos Raios X de maior energia”, relatou o professor. Um outro ponto importante é que no Sirius as frentes de ondas serão coerentes, podendo-se fazer imagens sem utilização de lentes, as quais são muito complicadas de se construir. Harry deu vários exemplos de pesquisas que poderão ser feitas utilizando-se o Sirius como ferramenta de investigação: extração de petróleo, recuperação de aquíferos, inspeção de circuitos eletrônicos, estudos de neurônios de cérebro de camundongos, baterias de telefones celulares, entre outras. Tudo com muita resolução e em muito menos tempo, considerando-se o síncrotron que temos em funcionamento hoje em dia.

Ao longo do projeto do Sirius serão implantadas 18 linhas experimentais. Interessante notar que elas foram batizadas com nomes da nossa flora e fauna: Ema, Ipê, Manacá, Sabiá, Colibri, Imbuia, etc. “Hoje estamos lutando por financiamento para a implantação de 6 dessas linhas. Até metade do ano de 2019 esperamos que estejam funcionando”. As cinco linhas existentes no síncrotron atual serão transferidas para o Sirius, mas o trabalho de transferência será realizado somente depois das novas linhas estarem funcionando.

Por fim, citou a frase de Rosalyn Yalow, ganhadora do Prêmio Nobel de Medicina em 1977, “Novas verdades aparecem quando novos instrumentos são criados” dizendo que o Sirius mostrará novas verdades sobre os materiais analisados através de seu uso. Mostrou ainda uma foto de todos os colaboradores do LNLS já na nova instalação, agradecendo a todos e a cada um deles pelo empenho no projeto.

Agradeceu aos participantes e à organização do evento, respondeu as várias perguntas dos participantes e ganhou uma calorosa salva de palmas.

Quer ver as fotos desse evento? Clique aqui.