Maior microscópio do mundo

Redação do Site Inovação Tecnológica - 17/07/2003

Cientistas ingleses lançaram um esforço conjunto, reunindo instituições e empresas de toda a Europa, com um objetivo nada menos do que audacioso: construir o maior microscópio do mundo, um aparelho com um quilômetro de comprimento e capaz de ver átomos em movimento.

Chamado de European Spallation Source - ESS (Fonte Européia de Fragmentação), o super-microscópio será do tipo chamado de materioscópio ou fonte de nêutrons. Os cientistas comparam-no com o telescópio Hubble, apenas invertendo os objetos observados. Da mesma forma que o Hubble é capaz de ver mais distante do que qualquer telescópio já feito pelo homem, o ESS será capaz de enxergar a matéria mais profundamente do que foi possível até hoje.

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Ao invés de utilizar a luz para enxergar, como os olhos humanos, o ESS utiliza nêutrons. Os nêutrons, atirados quase à velocidade da luz no material sendo observado, penetram totalmente na matéria, revelando onde os átomos estão e o que estão fazendo, ou seja, como estão se movimentando e reagindo uns com os outros. O termo "enxergar" é, obviamente, figurativo: as "fotografias" resultantes são, na verdade, interpretações da radiação, ou seja, dos nêutrons, que saem do material sendo observado.

O ESS será construído, caso os cientistas consigam os recursos de 1,5 bilhão de euros necessários, em uma base aérea abandonada em North Yorkshire, Inglaterra, e deverá ficar pronto em oito anos. O maior materioscópio do mundo já fica na Inglaterra, no Laboratório Rutherford Appleton, e sua fonte de nêutrons consome 200 kilowatts. Mas os Estados Unidos estão prestes a lançar sua Fonte de Fragmentação de Nêutrons no Tennessee, com um consumo de 1,5 megawatt. Os japoneses também deverão inaugurar o J-Parc, de um megawatt, em 2.006.

O ESS deverá consumir nada menos do 10 megawatts, constituindo-se no maior acelerador linear de partículas (LINAC) do mundo. Sua capacidade será tamanha que ele possuirá dois alvos para seus feixes de partículas, podendo servir simultaneamente a duas equipes de cientistas.

Tanta energia é necessária para criar gigantescos campos magnéticos que aceleram prótons ao longo de um túnel, até eles atingirem 91% da velocidade da luz. No fim do túnel, os prótons atingem uma placa metálica, arrancando os nêutrons que serão utilizados para a visualização do material que estiver sendo observado.

O processo de fragmentação ("spallation") que dá nome ao super- microscópio, vem da forma como os nêutrons são gerados. A emissão de nêutrons é comumente feita em reatores atômicos, mas essa emissão é limitada e sem controle para os fins almejadas pelos cientistas que desejam visualizar as profundezas da matéria. O feixe de prótons acelerado ao longo do LINAC é projetado sobre uma placa de metal pesado, que possui muitos nêutrons. O choque dos prótons é que causa a fragmentação, ou a expulsão dos nêutrons, num processo muito parecido com a evaporação da água. Na fragmentação não há fissão do núcleo e, portanto, não acontece uma reação em cadeia. Os nêutrons "evaporados" da placa metálica são então direcionados para vários equipamentos que os coletam, cada um desses equipamentos configurado para explorar diferentes propriedades das estruturas microscópicas dos materiais.