Luz síncrotron: para que serve e como funciona

A luz síncrotron é uma onda eletromagnética similar à luz do Sol, ou seja, de grande intensidade, que é composta por todos os tipos de luz — um espectro que vai do infravermelho à luz visível, à ultravioleta e, finalmente aos raios-x. Ela é gerada através de partículas carregadas, como os elétrons, que se movem em velocidades próximas à velocidade da luz. 

Em seguida, esses elétrons são direcionados ao redor de um anel através da combinação de ondas de radiofrequência e eletroímãs. Assim, quando os elétrons percorrem as curvas da estrutura, eles emitem energia na forma de uma luz potente e focada.

Como a luz síncrotron é uma combinação de diversos tipos de luz, o espectro pode ser filtrado para obter seus componentes. No entanto, esse não é o único método que pode ser utilizado para a produção dessas luzes, o que faz com que a luz síncrotron tenha usos únicos. 

Para que serve a luz síncrotron?

O uso da luz síncrotron possibilita a penetração de luz na matéria, resultando na revelação de suas características moleculares e orgânicas, facilitando o seu estudo em pesquisas científicas. Ela ajuda na análise de diversos processos físicos, químicos, biológicos e geológicos.

Desse modo, essa radiação eletromagnética é utilizada em áreas como:

• Fabricação de novos medicamentos;
• Construção de novas tecnologias; 
• Desenvolvimento de novos materiais para transplantes de órgãos e tecidos;
• Desenvolvimento de baterias duráveis, resistentes e baratas para carros elétricos, celulares e notebooks;
• Examinação de superfícies e materiais para fazer produtos mais eficazes, como óleos de motor;
• Investigação do solo para melhorias na agricultura; 
• Criação de fertilizantes; 
• Limpeza de resíduos da mineração.

O seu brilho potente possibilita, também, experimentos extremamente rápidos e a investigação de detalhes de materiais em uma escala nanométrica. Essas características da luz síncrotron também possibilitam a análise desses materiais enquanto eles são submetidos a diversas condições variadas, como temperatura e pressão. 

Benefícios da luz síncrotron 

O uso da luz síncrotron já beneficiou diversas indústrias globais, contribuindo para o desenvolvimento de inúmeros produto que contribuem para a vida humana. Suas características possibilitaram, por exemplo, a criação de um dos medicamentos utilizados no tratamento do HIV. 

Os seus benefícios são resultantes dessas características, que as distinguem de outros tipos de luzes. São elas: 

• Alto brilho: sendo comumente associada aos raios de Sol, a luz síncrotron possui um brilho extremamente potente, centenas de vezes mais intenso do que a dos feixes de raios-x.
• Amplo espectro de energia: a luz síncrotron abrange diversos tipos de energia e luz.
• Ajustável: através de seu espectro, é possível obter raios de luz em diferentes comprimento de onda.
• Polarizada: emite um tipo de radiação polarizada, seja linear, circular ou elíptica.
• Emitida em pulsos curtos: a rapidez das análises feitas sob a luz síncrotron é uma consequência dos seus pulsos, que são emitidos em menos de um nanossegundo. (1)

Luz síncrotron no Brasil 

No Brasil, a luz síncrotron é comumente utilizada no projeto Sirius, que faz parte do Centro Nacional de Pesquisa em Energia e Materiais (CNPEM). O Sirius é um acelerador de partículas que pertence ao CNPEM, e uma das fontes de luz síncrotron mais avançadas da América Latina e do mundo.

Muitas das pesquisas da área são feitas através do Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), mas também podem ser estendidas para outras instituições. Em novembro de 2022, por exemplo, a USP publicou uma lista com diversas pesquisas que foram possíveis através do uso da luz síncrotron. 

A fonte de luz síncrotron do LNLS possibilitou o estudo de supercondutores, vírus e bactérias e, também, diversas outras pesquisas da área de medicina.