Rússia contribui para colocar em prática projeto de laser de elétrons

Ilustração: Divulgação

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XFEL possui aplicações específicas, particularmente na medicina, farmacologia, química, nanotecnologia, energia, eletrônica e na criação de novos materiais.

Na região de Hamburgo, na Alemanha, 12 países trabalham na criação do mais potente laser europeu, o XFEL.

Recentemente, no entanto, o projeto corria perigo de fracasso. Graças à ação de emergência de Rússia e Alemanha, foi possível salvá-lo.

O correspondente da “Rossiyskaya Gazeta” Yuri Medvedev conversou com Mikhail Rychev, diretor-adjunto do Centro Nacional de Pesquisas do Instituto Kurchatov e representante especial do instituto nas organizações de pesquisas europeias, sobre essa reviravolta e sobre a importância do projeto. 

Rossisykaya Gazeta: Hoje, o Grande Colisor de Hádrons (LHC) e o Bóson de Higgs tornaram-se verdadeiras estrelas. Mas eis que surge um novo monstro da ciência, o laser de elétrons livres. É possível compará-los?

Mikhail Rychev: Eles têm muito em comum, mas há também diferenças fundamentais. O colisor é uma estrutura maior e mais cara, custando quase US$ 10 bilhões. Trata-se de uma máquina fundamental, com a tarefa de desvendar os mistérios da natureza relacionados com o surgimento e a evolução do Universo. 

Já o laser XFEL tem aplicações específicas, particularmente na medicina, farmacologia, química, nanotecnologia, energia, eletrônica e na criação de novos materiais.

Os princípios teóricos do Laser de elétrons livres foram desenvolvidos pelos físicos Evgeny Saldin, Anatoly Kondratenko e Yaroslav Derbenev, de Novosibirsk.

Trata-se de uma fonte de radiação ultraluminosa de raios-x . Os feixes de elétrons são acelerados praticamente à velocidade da luz no acelerador de partículas. Eles então são direcionados para um sistema de ímãs, onde os elétrons movimentam-se em uma senoide, emitindo erupções muito curtas e potentes de raios-x. Estas é que são as ferramentas de trabalho para a diversas investigações científicas.

 

 

O melhor é que sua aplicação pode ocorrer no curto prazo. Isso explica não somente o interesse de algumas empresas líderes no mundo por esse laser, mas seu envolvimento ativo em sua criação.

O projeto foi inicialmente estimado em € 1,082 bilhões, mas houve um aumento de € 150 milhões. O laser será instalado em túneis subterrâneos, a uma profundidade de 6 m a 38 m, medindo cerca de 5,8 km de extensão.

R.G.: O que poderia atrair empresas para uma instalação científica tão grande?

M. R.: Imagine um jogo de futebol. Conhecemos as formações dos times antes do jogo e sabemos o resultado final, mas não temos a possibilidade de ver os gols. Hoje, os cientistas não têm a oportunidade de ver como ocorrem as reações químicas, apesar de conhecerem todos os reagentes. Só podem ver o resultado.

Por quê? Porque não possuímos uma ferramenta para observar as interações de átomos e moléculas. Elas ocorrem em intervalos de tempo incrivelmente curtos.

O laser XFEL será capaz de criar impulsos muitíssimo curtos e demonstrar quadro por quadro como "os gols foram feitos", como operam em uma reação química os átomos e moléculas. Isso interessa muitos cientistas.

Afinal, eles ganharão novos conhecimentos para criar tecnologias inovadoras, materiais com propriedades até então inatingíveis.

Além disso, o laser será capaz de explorar em nível atômico a natureza dos vírus, ver como eles atacam uma célula. Essa informação particularmente interessa os farmacólogos.

O laser também ajudará cientistas a observar a estrutura tridimensional das proteínas em um pulso de raio-x, o que promete uma revolução para a biologia, a medicina e a genética.

O laser ajudará ainda os cientistas a estudar a matéria nas mesmas condições extremas que prevalecem nos núcleos das estrelas. Isso permitirá um melhor entendimento de como funciona o nosso mundo.

R.G.: Mas os lasers de elétrons livres não são uma novidade, já existem nos Estados Unidos e no Japão. Eles não foram capazes de resolver aquelas questões de que estamos falando?

 M. R.: Pelo menos por enquanto, não foram relatados resultados similares. É importante salientar que a energia máxima em todos os lasers existentes não excede a do XFEL.

Sua luminosidade será um bilhão de vezes mais intensa e, mais importante ainda, a frequência de repetição dos pulsos chegará também a valores nunca antes atingidos.

Parâmetros deste porte é que trazem para esse laser possibilidades tão amplas. Eles são atingidos por meio do acelerador supercondutor à uma temperatura de -271ºC. Nele, a corrente passa praticamente sem perdas.

A questão é que por uma série de razões o preço do projeto foi aumentado, trazendo a questão de reduzir a sua energia. Ou seja, foi sugerido repetir aquilo que já foi alcançado.

Embora relutantes, praticamente todos os países participantes do projeto aceitaram essa possiblidade, com exceção da Alemanha e da Rússia. Nossos governos, apesar da difícil situação econômica, decidiram pelo aumento do financiamento.

Na verdade, salvaram o projeto. Os alemães entraram com € 100 milhões de euros adicionais, e a Rússia com € 59,2 milhões.

R.G.: E qual é a participação dos países no projeto?

M. R.: A Alemanha, de acordo com o plano inicial, assumiu a metade do valor. A Rússia, 25%. Mas esses valores aumentaram. Ou seja, em síntese, Rússia e Alemanha são os principais participantes do projeto. O restante do valor é trazido por outros dez países da Europa.

R.G.: Qual é o status atual da construção do laser?

M. R.: Os trabalhos subterrâneos estão praticamente finalizados, os túneis foram construídos, agora deverá ser iniciada a montagem dos equipamentos. A estreia está marcada para 2016.

 

Publicado originalmente pela Rossiyskaya Gazeta 

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