En el mes de diciembre se obtuvieron las primeras microtomograf\u00edas de rayos X producidas por el mayor y m\u00e1s complejo instrumento de investigaci\u00f3n construido en Brasil: Sirius, una de las m\u00e1s avanzadas fuentes de luz sincrotr\u00f3n del mundo. Las im\u00e1genes revelaron detalles de un fragmento de roca y del coraz\u00f3n de un rat\u00f3n. \u201cEstas primeras microtomograf\u00edas de rocas demuestran la funcionalidad de esta gran m\u00e1quina\u201d, dice el f\u00edsico Ant\u00f4nio Jos\u00e9 Roque de Silva, director del CNPEM, y responsable a cargo del proyecto Sirius.<\/p>\n
Sirius est\u00e1 instalado en el campus del Centro Nacional de Investigaciones en Energ\u00eda y Materiales (CNPEM), en la ciudad de Campinas, en el interior del estado de S\u00e3o Paulo, y ocupa un edificio con formato toroide de 68 mil metros cuadrados, donde la temperatura interior es controlada, y se asienta sobre una gruesa plataforma de hormig\u00f3n especial reforzado que absorbe las vibraciones del suelo. En su interior, est\u00e1n instalados tres aceleradores de part\u00edculas interconectados. Los mismos se encargan de generar y mantener en circulaci\u00f3n dentro de un anillo de 518 metros de circunferencia, a una velocidad muy cercana a la de la luz, un haz de part\u00edculas con carga el\u00e9ctrica negativa (electrones) de un espesor miles de veces m\u00e1s delgado que un cabello. Para ello dispone de imanes poderosos que est\u00e1n acoplados al anillo y fuerzan a las part\u00edculas a sufrir peque\u00f1os desv\u00edos hasta completar el c\u00edrculo. Con cada alteraci\u00f3n de su trayectoria, los electrones pierden parte de su energ\u00eda bajo la forma de una luz especial: la radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n (especialmente en la banda de los rayos X), que atraviesa incluso los materiales m\u00e1s densos, como en el caso de las rocas, posibilitando el estudio de su estructura a escala at\u00f3mica.<\/p>\n
Las im\u00e1genes obtenidas en diciembre lograron producirse menos de un mes despu\u00e9s de haberse puesto en marcha el tr\u00edo de aceleradores funcionando por primera vez en conjunto. Los electrones que se generan en el primer acelerador son impulsados en l\u00ednea recta casi hasta la velocidad de la luz y se los introduce en el segundo acelerador, con forma de anillo. All\u00ed, ganan energ\u00eda y se los redirige hacia un tercero, al cual se lo denomina anillo de almacenamiento, de donde se extrae la radiaci\u00f3n sincrotr\u00f3n.<\/p>\n
Para que esto ocurriera, fue necesario que los miles de componentes de la m\u00e1quina (imanes, sensores de posici\u00f3n de las part\u00edculas, c\u00e1maras de vac\u00edo, circuitos el\u00e9ctricos y computadoras) trabajaran ajustados y en sincron\u00eda. Para hacerse una idea de la complejidad de esa tarea, las piezas de los aceleradores deben estar alineadas con una precisi\u00f3n de micrones (mil\u00e9simas de mil\u00edmetro) para que el haz de electrones se mantenga estable en el anillo de almacenamiento. El edificio que alberga a Sirius es nuevo \u2013fue inaugurado en noviembre de 2018\u2013 y su estructura todav\u00eda registra desplazamientos sutiles a causa del afianzamiento del terreno. Esto provoca alteraciones en la trayectoria de los electrones, que a pesar de producirse a escala de micrones, resultan suficientes como para destruir el haz de part\u00edculas.<\/p>\n
En la primera prueba integrada, que se llev\u00f3 a cabo en el mes de noviembre, las part\u00edculas completaron solamente dos vueltas en el anillo de almacenamiento. Los ajustes en el calibrado del sistema de correcci\u00f3n de la \u00f3rbita de las part\u00edculas que se realiz\u00f3 durante las semanas siguientes aumentaron la estabilidad del haz. A mediados de diciembre, los electrones ya llegaban a completar 150 vueltas, realizadas en el brev\u00edsimo lapso de 250 millon\u00e9simas de segundo. Cuando el dispositivo logre llegar a su capacidad plena de funcionamiento, la m\u00e1quina quedar\u00e1 conectada en forma ininterrumpida, con los electrones realizando 600 mil vueltas por segundo.<\/p>\n
Sirius es un proyecto concebido en 2012 con la configuraci\u00f3n actual. Se trata de un dispositivo presupuestado en 1.800 millones de reales. Y se lo empez\u00f3 a construir en 2014 para reemplazar al UVX, la primera fuente de luz sincrotr\u00f3n del hemisferio sur, que en los \u00faltimos a\u00f1os hab\u00eda dejado de ser competitiva. Los equipos del CNPEM proyectaron el nuevo equipo y les encargaron a empresas nacionales de alta tecnolog\u00eda la mayor parte de las piezas necesarias. En cinco a\u00f1os se construy\u00f3 el edificio y se instalaron los aceleradores de part\u00edculas.<\/p>\n
En forma simult\u00e1nea a los test de los aceleradores, los equipos del CNPEM se ocuparon del montaje de las tres primeras de las 13 estaciones experimentales que integrar\u00e1n Sirius. La primera que estar\u00e1 lista ser\u00e1 la denominada Manac\u00e1, que en diciembre estaba casi terminada. Esa estaci\u00f3n recibir\u00e1 luz sincrotr\u00f3n en la frecuencia de los rayos X y permitir\u00e1 tomar im\u00e1genes tridimensionales de prote\u00ednas, registrando la ubicaci\u00f3n precisa de cada \u00e1tomo, algo importante para el desarrollo de f\u00e1rmacos. Seg\u00fan informa la direcci\u00f3n del CNPEM, para marzo estar\u00e1 lista al menos una estaci\u00f3n m\u00e1s, en ese caso la denominada Cateret\u00ea, que ser\u00e1 capaz de registrar im\u00e1genes tridimensionales de c\u00e9lulas vivas y fen\u00f3menos muy veloces, tales como las alteraciones en el interior de las mol\u00e9culas de ADN, y habr\u00e1 una tercera parcialmente terminada, llamada Mogno, dedicada al estudio de materiales m\u00e1s densos, tales como rocas.<\/p>\n
El 11 de diciembre se acreditaron en la cuenta del CNPEM 180 millones de reales, el equivalente al 80% del presupuesto para 2019; el resto ya se hab\u00eda recibido. Seg\u00fan la direcci\u00f3n del centro, con esa suma se podr\u00e1 iniciar el montaje de otras tres o cuatro estaciones experimentales durante este a\u00f1o. Se espera que a partir del segundo semestre los investigadores con mayor experiencia en el uso de este tipo de dispositivos inicien los primeros experimentos en Sirius, que estar\u00eda terminado a finales de 2021. \u201cEn poco m\u00e1s de cinco a\u00f1os estamos logrando poner en funcionamiento a Sirius, aun con el pa\u00eds atravesando\u00a0 una de las peores crisis de su historia reciente\u201d, comenta Da Silva.<\/p>\n
Cuando logre funcionar a pleno, Sirius, que es el primer aparato de cuarta generaci\u00f3n del hemisferio sur, tendr\u00e1 dos competidores directos: MAX IV, la primera fuente de luz sincrotr\u00f3n de cuarta generaci\u00f3n, que ya est\u00e1 operando en Suecia, y la fuente extrabrillante (EBS) del European Synchrotron Radiation Facility (ESRF), en Francia, el primer dispositivo de tercera generaci\u00f3n del globo, al cual se lo est\u00e1 perfeccionando para transformarlo en una m\u00e1quina de cuarta generaci\u00f3n.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"En su prueba inicial, Sirius, la nueva fuente de luz sincrotr\u00f3n brasile\u00f1a, produjo microtomograf\u00edas de una roca y de un coraz\u00f3n","protected":false},"author":16,"featured_media":334661,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[304,312],"coauthors":[105],"class_list":["post-334660","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-ciencia-es","tag-fisica-es","tag-innovacion"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/334660","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/16"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=334660"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/334660\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":334665,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/334660\/revisions\/334665"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/334661"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=334660"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=334660"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=334660"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=334660"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}