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Física

Da obsolescência à vanguarda da física nuclear

Laboratórios da USP estão entre os melhores do mundo

No Laboratório de Física Nuclear da USP, em São Paulo, por exemplo, os pesquisadores participam de projetos arrojados. Embora as pesquisas sejam de interesse puramente acadêmico, envolvem experimentos que resultam numa gama enorme de informação e numa série de equipamentos com aplicação em outras áreas do conhecimento. “Hoje em dia, grande parte da ciência ambiental é baseada em estudos e técnicas de física nuclear. Uma grande parte da instrumentação usada em ciência de materiais tem sua origem e fundamento em técnicas e idéias desenvolvidas na física nuclear”, exemplifica Alejandro Szanto Toledo, coordenador do Laboratório Aberto de Física Nuclear da Universidade de São Paulo (USP).

Os equipamentos da física médica, como os aparelhos de radioterapia e os traçadores para diagnóstico em medicina nuclear e na investigação biogenética, também são importantes subprodutos da física nuclear. Mas essa posição de destaque do laboratório é recente. Há cerca de cinco anos, havia problemas que iam desde o desgaste da estrutura física do prédio até a limitação imposta por equipamentos ultrapassados.

Até a torre de 40 metros de altura que abriga o coração do laboratório, o acelerador Pelletron – equipamento que permite precipitar os núcleos dos átomos uns sobre os outros -, corria o risco de ser interditada. A estrutura de concreto, construída há mais de 30 anos, corria o risco de rachar. Não haveria o risco de contaminação do meio ambiente, já que o laboratório só trabalha com elementos radioativos de vida curta, mas paralisaria toda a atividade do laboratório.

Com a reforma do prédio, toda a instalação elétrica e hidráulica foi refeita, assim como a instalação de ar-condicionado e de ar comprimido. “Estamos em pé de igualdade com as melhores universidades da Europa e dos Estados Unidos”, garante o pesquisador. O grupo coordenado por Toledo participa de pesquisas que buscam provas experimentais do exato momento em que ocorreu o Big Bang. Esse trabalho é feito em conjunto com pesquisadores do Relativistic Heavy Ion Colider (RHIC), em Brookhaven, Nova York, um dos maiores laboratórios do mundo capacitados para pesquisas que envolvem alta energia. “Essa participação só foi possível graças à excelente Infra-Estrutura do nosso laboratório”, explica o pesquisador.

Os recursos da FAPESP permitiram ainda a modernização do laboratório. Foram adquiridos vários equipamentos periféricos, como detectores e câmaras, que permitem analisar as partículas liberadas com a explosão do núcleo. “Hoje, 90% do instrumental de detecção e observação vem de recursos da Fapesp, tanto dos programas de Infra-Estrutura como de auxílio em diversos projetos temáticos.”Com os novos investimentos, a capacidade do laboratório dobrou. “No passado, chegávamos a aproveitar apenas 20% do tempo de operação da máquina. Os outros 80% eram perdidos em função de freqüentes problemas na manutenção”, conta Toledo. Hoje o acelerador funciona 24 horas por dia, nos sete dias da semana. Com a operação mais confiável, a produtividade aumentou.

“Nossa média atual é de dois trabalhos por ano por pesquisador, publicados nas melhores revistas internacionais”, afirma Toledo. Até o final deste ano deverá entrar em operação um pós-acelerador linear supercondutor, que deverá expandir ainda mais as atividades do laboratório. O novo equipamento tem capacidade equivalente a quatro aceleradores Pelletron, e foi em grande parte financiado pela Fapesp, incluindo toda a obra civil necessária para sua instalação. “É um equipamento de última geração, que utiliza supercondutividade, o que deverá abrir uma porta para essa nova tecnologia no Brasil”, afirma o pesquisador. Enquanto a visibilidade do laboratório cresce, aumentam as perspectivas de participação nacional nos grandes projetos internacionais. “Dentro de dez ou 15 anos haverá uma resposta muito clara para questões sobre a formação do universo, e o Brasil tem grande chance de estar envolvido nisso”, afirma.

Nanociência: uma grande revolução
Um dos temas mais excitantes no mundo científico, atualmente, é a Nanociência. Na escala nano, os pesquisadores trabalham com partículas na proporção da milionésima parte do milímetro, o que significa poder manipular átomos individualmente. Para tanto, é preciso uma Infra-Estrutura laboratorial sofisticada. “O Brasil já participa do seleto grupo de países com tecnologia de ponta”, diz José Roberto Leite, chefe do Laboratório de Novos Materiais Semicondutores do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (USP).

O Brasil montou uma estrutura na pesquisa de Nanociência na década de 80, quando foram investidos recursos na aquisição de equipamentos para pesquisa. Atualmente há 49 instituições brasileiras que pesquisam temas relacionados à Nanociência, 75% na região Sudeste. Alguns desses laboratórios possuem máquinas sofisticadas, de última geração – raios X de alta resolução, microscópios eletrônicos, lasers, bobinas supercondutoras, espectrômetros ópticos e de massa por íons secundários, etc. “No Estado de São Paulo, o Programa de Infra-Estrutura da Fapesp foi fundamental para criar as condições ideais de funcionamento desses equipamentos”, afirma Leite.

A Nanociência, acredita-se, será agente de uma revolução com efeitos comparáveis aos da popularização do transistor nas décadas de 40 e 50. Estima-se que, atualmente, o mercado anual de produtos originados da Nanociência gire em torno de US$ 250 bilhões por ano, entre eles, os transistores de alta velocidade usados nos telefones celulares, radares anticolisão, televisão digital de alta resolução e comunicação via satélite e os lasers semicondutores usados nos CDs e DVDs, etc. “Certamente a Nanociência nos trará o computador quântico do futuro”, aposta o pesquisador.

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