Atualizado 2 de setembro de 2025 por Sergio A. Loiola
Sirius é o maior super laboratório de Física e Multidisciplinar do Brasil. O super Laboratório usa Luz Síncrotron (LNLS). Com o tamanho de um estádio de futebol, ele está transformando a ciência feita no Brasil.
O Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS) é uma instituição brasileira de pesquisa em física, biologia estrutural e nanotecnologia desenvolvendo projetos nas áreas de Física, Química, Engenharia, Meio Ambiente e Ciências da Vida. Entrou em funcionamento em 1997 e está localizado na cidade de Campinas.
A estrutura do Sírius é uma das mais modernas do mundo. É capaz de analisar diferentes materiais em escalas de átomos e moléculas.
O Sirius pode revolucionar a pesquisa brasileira e internacional em várias áreas, como Saúde, Medicina, Biologia, Materiais, Energia, Agricultura, Aviação, Espacial, Arqueologia, Minerais e varias outras áreas.
Veremos a seguir como funciona essa magnifica obra de engenharia, ciência e tecnologia e sua aplicações. Em Texto, Imagens e Videos.
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O que são aceleradores de partículas e qual a sua importância na ciência contemporânea?
Aceleradores de partículas são equipamentos que fornecem energia a feixes de partículas subatômicas eletricamente carregadas.
No tipo síncrotron, um campo elétrico é responsável pela aceleração das partículas (elétrons, na maioria dos casos), e um campo magnético é responsável pela mudança de direção das partículas.
O funcionamento se dá através de um campo magnético que causa a deflexão da partícula para uma órbita circular, e cuja intensidade do campo é modulada de forma cíclica, mantendo assim órbitas cujo raio é bastante estável e constante, apesar do ganho de energia e massa consequentemente.
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O que é o SIRIUS?
Considerada a mais complexa infraestrutura científica brasileira, ele utiliza aceleradores de partículas para produzir um tipo especial de luz (Síncrotron) utilizada para investigar a composição e a estrutura da matéria em suas formas básicas variadas.
Ele gera luz síncrotron, fonte de radiação eletromagnética de brilho tão intenso que pode revelar estruturas de materiais orgânicos e inorgânicos como proteínas, vírus, rochas, plantas e ligas metálicas, tudo em alta resolução.
Desenvolvida no Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais, ele é aberto e está disponível para cientistas brasileiros e estrangeiros.
Diversas pesquisas acadêmicas e industriais podem ser realizadas graças ao Sirius.
Espera-se que isso contribua para a solução de desafios científicos e tecnológicos dos mais variados tipos, como tratamento para doenças, novas tecnologias de agricultura e mais.
A Primeira geração de Laboratório de Luz Sincrotron do Brasil foi Projetado pelas equipes do LNLS, como a primeira fonte de luz síncrotron do hemisfério Sul, construída nos anos 1990 e hoje não mais competitiva.
Vídeo: Sirius, o maior e mais complexo laboratório brasileiro
Cerca de 90% de suas peças foram desenvolvidas nas oficinas do LNLS ou desenhadas ali e produzidas por empresas brasileiras de alta tecnologia. O acelerador linear é exceção. Novos fornecedores foram contratados.
“Por questão de prazo, encomendamos uma máquina com especificações de altíssimo nível para os pesquisadores que haviam concluído em Xangai uma fonte de luz de terceira geração, uma anterior à do Sirius, e nos ofereceram informações sobre quase todas as partes do acelerador”, explica Marques, que começou a trabalhar no UVX em 1997, aos 16 anos, e lidera o grupo de diagnóstico do LNLS, que monitora o feixe de elétrons e a qualidade da luz síncrotron que chega às estações experimentais.
Quando estiver em plena atividade, o Sirius será, ainda que por um tempo limitado, a fonte de luz síncrotron mais avançada do mundo e também a com maior brilho na faixa dos raios X em sua classe de energia.
De modo simplificado, isso significa que o acelerador permitirá extrair dos elétrons viajando a quase 300 mil quilômetros por segundo feixes muito concentrados de uma luz que penetra profundamente até em materiais densos, como rochas, e permite produzir imagens nítidas de pontos distantes entre si poucos nanômetros (milionésimos do milímetro).
Seu brilho intenso deve diminuir de horas para segundos o tempo para obter as imagens das amostras, algo importante no estudo de materiais biológicos, que se degradam rapidamente.
A redução do tempo para produzir cada imagem deve permitir obter um número maior delas por segundo e reconstituir o movimento de fenômenos muito rápidos do mundo dos átomos e das moléculas, como a interação entre dois compostos ou a movimentação de íons na carga e descarga de baterias.
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Linhas de luz em operação no Sirius
O poder de resolução do Sirius é superior ao das fontes de luz síncrotron de terceira geração, como a máquina atual do European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), na França, onde a pesquisadora israelense Ada Yonath realizou parte dos experimentos que definiram a estrutura tridimensional do ribossomo, organela produtora de proteínas nas células, e lhe renderam o Nobel de Química de 2009.
As imagens do Sirius também deverão alcançar resolução mil vezes superior à do UVX, uma fonte de segunda geração que, mesmo defasada, permitiu à equipe do físico Glaucius Oliva, professor da Universidade de São Paulo (USP) em São Carlos, identificar a estrutura tridimensional da proteína NS5, essencial para a reprodução do vírus zika.
Com a nova máquina de Campinas, espera-se ir além e identificar a estrutura tridimensional de proteínas maiores e mais complexas, de interesse da biologia e da indústria de fármacos, além de estudar materiais de interesse da indústria.
“O Sirius está muito próximo do limite daquilo que a engenharia permite construir e será capaz de produzir ciência competitiva internacionalmente por, ao menos, uma década”, afirma o físico Antônio José Roque da Silva, diretor do LNLS e do projeto do Sirius.
Professor da USP e especialista em modelagem matemática de materiais na escala atômica, José Roque chegou ao LNLS em 2009 com duas missões: aprimorar o UVX, que, envelhecido, começava a perder usuários e especialistas para instituições no exterior, e levar adiante o projeto de construir seu substituto – o nome Sirius surgiria mais tarde, emprestado da estrela mais brilhante do céu noturno.
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A primeira chamada regular de pesquisas para o Sirius contemplou seis “linhas de luz”, como são chamadas suas estações experimentais.
Essas linhas operam de forma independente e simultânea e já passaram pela fase de comissionamento científico – quando pesquisadores testam parâmetros da máquina e as técnicas disponíveis em experimentos reais.
As linhas de luz e os experimentos disponíveis nesta chamada são:
Carnaúba:
Micro e nano-fluorescência e espectroscopia de raios-X e pticografia. Realiza análises dos mais diversos materiais nano-estruturados, visando a obtenção de imagens 2D e 3D com resolução nanométrica da composição e estrutura de solos, materiais biológicos e fertilizantes, além de outras investigações nas áreas de ciências ambientais.
Cateretê:
Imagem por difração coerente (pticografia) e espectroscopia de correlação de fótons de raios-X (XPCS). Otimizada para a obtenção de imagens tridimensionais com resolução nanométrica de materiais para as mais diversas aplicações.
Ipê:
Espectroscopia de absorção (XAS) e de fotoelétrons excitados por raios-X (XPS). Essa linha é otimizada para estudar a distribuição dos elétrons em átomos e moléculas presentes em interfaces líquidas, sólidas e gasosas. Permite sondar como as ligações químicas ocorrem nas interfaces de materiais como catalisadores, células eletroquímicas, materiais sujeitos a corrosão, ou ainda como a corrente elétrica se propaga em diferentes materiais, desde isolantes até supercondutores.
Ema:
Difração e espectroscopia de raios X em altas pressões. As técnicas disponíveis nesta linha permitem a investigação de materiais submetidos a condições extremas de temperatura, pressão ou campo magnético. O estudo da matéria nessas condições pode revelar novas propriedades com características que não existem em condições ambientes normais. Este é o caso, por exemplo, dos materiais supercondutores, capazes de conduzir correntes elétricas sem resistência, com o potencial de revolucionar a transmissão e o armazenamento de energia.
Imbuia:
Micro e nano-espectroscopia de infravermelho (FTIR). Esta estação experimental é dedicada a experimentos utilizando a luz infravermelha, que permite a identificação dos grupos funcionais de moléculas e a análise da composição de praticamente qualquer material, com resolução nanométrica.
Manacá:
Micro cristalografia de Macromoléculas (MX). Equipada com instrumentos que permitem revelar estruturas tridimensionais de proteínas e enzimas com resoluções atômicas, revelando a posição de cada um dos átomos que compõem uma determinada proteína estudada, suas funções e interações com outras moléculas, como as usadas como princípios ativos de novos medicamentos.
A submissão de propostas de pesquisa à linha Manacá segue a modalidade Fast Track – esta linha de luz está aberta para submissões em fluxo contínuo, sem qualquer interrupção, conforme adotado anteriormente durante a fase de comissionamento científico.
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Para o futuro: novas linhas de luz
Além das 6 linhas abertas para a operação regular, a partir do ano que vem mais 5 linhas receberão usuários no modo de comissionamento científico, quando usuários poderão realizar experimentos que ajudem a avaliar os parâmetros da linha:
MOGNO: Micro e nano-tomografia de raios-X
PAINEIRA: Difração de Raios X em Policristais
CEDRO: Dicroísmo Circular
SABIÁ: Espectroscopia de absorção e técnicas de Imageamento de raios X moles
Adicionalmente, a linha SAPÊ (Espectroscopia de Fotoemissão com resolução angular) receberá propostas regulares para utilização do espectrômetro offline, ainda sem conexão com a fonte de luz síncrotron.
“O Sirius representa uma tentativa de promover um novo salto de qualidade na ciência nacional”, analisa o físico argentino Aldo Craievich, que, aos 79 anos e aposentado da USP, ainda faz pesquisa usando o UVX. Com o físico Cylon Gonçalves da Silva e Ricardo Rodrigues, Craievich compôs o trio que coordenou a construção do primeiro síncrotron nacional.
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A reprodução de matérias é livre mediante a citação do título do texto com link apontando para este texto. Crédito do site Nature & Space
SIRIUS: O MAIOR SUPER LABORATÓRIO MULTIDISCIPLINAR DO BRASIL
Bibliografia
Pesquisa Fapesp
G1
Wikipedia
