As linhas de luz atualmente em operação no Sirius já permitem investigações que vão de proteínas e materiais avançados a fósseis e patrimônio arqueológico. Há, porém, áreas de pesquisa que exigem raios X mais energéticos, essenciais para estudar materiais densos ou elementos pesados. Para viabilizar esse tipo de experimento no país, o Sirius precisa de uma solução inédita no país.
O Superconducting Wavelength Shifter, ou simplesmente SWLS, é um imã supercondutor que será instalado no anel de armazenamento do Sirius. Ele criará um feixe de raios X extremamente energético, capaz de ultrapassar os 150 keV, e permitirá a implantação e operação da Sussuarana, uma nova linha de luz dedicada a estudos de ciência de materiais, metalurgia e aplicações de engenharia
É a primeira vez que o Brasil está projetando e fabricando um magneto supercondutor para um acelerador de 4ª geração. O desenvolvimento reúne engenheiros, físicos e técnicos da Diretoria Adjunta de Tecnologia (DAT) do CNPEM, e representa um marco na soberania tecnológica do país em um campo dominado por poucas nações.
O núcleo do SWLS é formado por três pares de polos magnéticos, cada um com bobinas feitas com fios de nióbio-titânio (NbTi), o mesmo material usado em componentes de grandes aceleradores como o Grande Colisor de Hádrons (Large Hadron Collider – LHC), na Suíça. O desenvolvimento das capacidades do CNPEM para o projeto e construção do magneto supercondutor se iniciou em 2021, em parceria com o Centro Europeu de Pesquisa Nuclear (CERN), mediante um acordo de cooperação CNPEM/CERN firmado em 2020.
Materiais supercondutores são capazes de transportar corrente elétrica contínuas sem nenhuma perda — o que só acontece quando permanecem em temperaturas extremamente baixas. Para chegar a esse regime de operação, o magneto ficará dentro de um criostato e o resfriamento será feito por quatro cryocoolers — refrigeradores mecânicos capazes de remover calor continuamente e manter as bobinas frias enquanto os aceleradores estão em operação. Uma característica importante desse tipo de operação é a ausência de consumo de hélio líquido, o que reduz o custo de operação do dispositivo.
O SWLS será instalado no Sirius para atender a linha de luz Sussuarana, prevista para operar na faixa de energias mais alta do complexo. A nova linha permitirá técnicas experimentais capazes de atravessar amostras espessas e estruturas metálicas complexas, ampliando o potencial analítico para pesquisas em metalurgia, engenharia estrutural, geociências, energia e materiais avançados. Com ele, pesquisadores brasileiros e internacionais terão acesso a um conjunto de capacidades até então indisponíveis na América Latina.
