[] Aplicações da Luz Síncrotron [A. Craievich] 

Aplicações da Luz Síncrotron
Aldo Craievich  

Instituto de Física, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP
 

A luz (ou radiação) síncrotron é produzida por aceleradores de grande porte chamados anéis de armazenamento de elétrons (ou pósitrons). Existem hoje, aproximadamente, 50 fontes deste tipo em funcionamento no mundo, uma delas no Brasil. A construção da fonte síncrotron brasileira começou em 1987 e está em operação, e aberta aos usuários, desde 1997 no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS), em Campinas [1]. As características técnicas atuais da fonte de luz síncrotron do LNLS — um anel de armazenamento de elétrons de 1.37 GeV — e de suas linhas de luz, bem como o procedimento de acesso dos pesquisadores usuários, estão descritos no web site dessa instituição [2].

As características principais das fontes de luz síncrotron e dos feixes de radiação eletromagnética emitidos são:  (i) espectro de emissão contínuo e amplo, tipicamente desde o infravermelho (m) até os raios X ( nm),  (ii) fluxo em geral muito maior que o de fontes convencionais,  (iii) radiação linearmente polarizada no plano da órbita dos elétrons,  (iv) feixes de fótons formados por pulsos extremamente breves, (v) ambiente de ultra alto vácuo e  (vi) feixes naturalmente colimados, concentrados num cone com ângulo tipicamente inferior a 0,5m rad, com eixo orientado tangencialmente à órbita circular dos elétrons.

A disponibilidade de fontes de luz síncrotron e de suas linhas de luz associadas permite a realização de diversos tipos de pesquisas experimentais de materiais em condições muito mais favoráveis que com fontes convencionais. Exemplos são os estudos que requerem alta resolução em energia do feixe de luz, em ângulo na medição do espalhamento e em tempo para estudos in situ de transformações estruturais, bem como os que envolvem mapeamentos de propriedades com alta resolução espacial.

As fontes de luz síncrotron são, principalmente, utilizadas para investigar as estruturas atômica e eletrônica da matéria condensada e de átomos e moléculas livres, bem como as mudanças associadas a transformações que ocorrem durante os processos de preparação de materiais ou associadas a variações de condições externas (temperatura, pressão, etc.). O conhecimento das estruturas atômica e eletrônica, e das características das transformações mencionadas, é necessário para conseguir um claro entendimento das propriedades físico-químicas dos materiais, que por sua vez é um requisito indispensável para o desenvolvimento racional de novos materiais com propriedades pré-estabelecidas, de interesse tecnológico e industrial.

Mais informações

[1]  A.R.D. Rodrigues, A.F. Craievich, C.E.T Gonçalves da Silva, J. Synchrotron Rad. , 157–61 (1998).

[2]  LNLS web site: www.lnls.br