
Portuguese: 
Este projeto está no limite do que a física
permite.
Para que isso possa ser aproveitado, certas
tecnologias que eram necessárias
para se construir esse acelerador simplesmente não
existiam.
O grande desafio é que ninguém consegue
precisar as premissas de construção.
Fazer um piso com esse nível de planicidade,
desenvolver concreto que não fissure,
não é uma coisa trivial – ninguém tinha feito.
Síncrotrons são equipamentos de grande porte.

English: 
This project is at the cutting-edge of physics.
To really take advantage of this, certain
technologies, which were necessary
for the construction of the accelerator,
simply did not exist.
The biggest challenge is that no one could define
the construction's prerequisites.
Building such an evenly-leveled floor,
developing concrete that won't crack
– none of that's easy, no one had done it before.
SIRIUS
LEAPING TOWARDS BRILLIANCE
Synchrotrons are large-scale equipment.

Portuguese: 
Existem cerca de 60 síncrotrons no mundo.
São equipamentos que produzem radiação
eletromagnética de amplo espectro,
desde infravermelho até raios-x, e servem para
iluminar materiais e estudar suas características
microscópicas até nível atômico – diferentes
tipos de materiais e diversos tipos de aplicação.
A luz síncrotron é produzida através da
aceleração de cargas, partículas elementares carregadas,
a velocidades muito próximas
à da luz.
Quando acelerados por forças geradas por
campos magnéticos intensos, ele produz radiação
eletromagnética de amplo espectro e de altíssima
intensidade, cujo centro de emissão – a fonte –
é muito pequeno, tem alguns mícrons, do
tamanho de um fio de cabelo mesmo.
É o que caracteriza o que a gente chama de
alto brilho dessas fontes.
Além de universal e de amplo espectro, ela
tem um altíssimo brilho.
A importância disso é que quando a fonte
é muito pequena, é mais fácil focalizar no material,

English: 
There are about 60 synchrotrons around the world.
They produce wide-spectrum electromagnetic radiation,
from infrared to x-rays, and are used to illuminate materials to study their
microscopic and atomic characteristics – different types of materials and diverse applications.
Synchrotron light is produced by charge acceleration, using charged elementary particles,
to speeds close to that of light.
When accelerated by forces generated by strong magnetic fields,
a wide spectrum of electromagnetic radiation at very high intensities is produced, the source of which
is only a few microns in size,
about the width of a strand of hair.
This is what characterizes the source's intense brightness.
Besides being universal and producing a wide spectrum, it is intensely bright.

English: 
This is important because when a source is very small, focusing on extremely small spots on any given material is easier,
and you can then produce chemical and structural mappings and three-dimensional images.
Nothing in the world compares to a synchrotron's universality as a research instrument,
it can be used for everything from biology to museology.
Anything you come up with – someone's already conducted an experiment to study it with a synchrotron.
Measurement accuracy increases with the brightness of the source – several kinds of techniques
and measurements which are made with x-rays, ultraviolet rays, infrared and everything else.
This is the path which many labs around the world are taking – towards ever-brighter beamlines.
Any country in the world dealing with its population's economic and social problems

Portuguese: 
em spots muito pequenos para
você fazer mapeamentos químicos,
mapeamentos estruturais, imagens tridimensionais.
Não se conhece no mundo um instrumento de
pesquisa que seja tão universal, de longe,
quanto um síncrotron, porque ele se aplica
a tudo: desde a biologia até a museologia.
O que se pensar, alguém já fez um experimento
usando um síncrotron.
Quanto maior o brilho de uma fonte, mais acuradas
suas medidas – vários tipos de técnicas
e medidas que se faz com raio-x, com ultravioleta,
com infravermelho, com tudo.
Aí que está o grande caminho dos vários
laboratórios do mundo
– em direção a feixes cada vez mais brilhantes.
Qualquer país do mundo que precisa resolver
problemas econômicos e sociais da sua população,
todos esses países operam, mantêm, e constroem
infraestruturas diferenciadas

English: 
operate, maintain and build particular infrastructures within its research system.
In Brazil, UVX has been operating for over 30 years,
assisting more than 1000 researchers from several areas of knowledge every year.
However, the increasing complexity of scientific inquiry requires more competitive equipment,
which Sirius will, in time, provide: it'll rank among one of the world's most competitive equipment.
It will be 10.000 times as fast, in some cases, as the world's
most technologically-advanced equipment, increasing spatial resolution,
relative to UVX, for example, by a factor of 1.000.
These accelerators accelerate particles called electrons which, in this case,
travel through vacuum chambers.
These electric beams are accelerated at very high energies.
In UVX's case, this energy is close to 1.4 billion volts.
SIRIUS will run at 3 billion volts.

Portuguese: 
para todo o  seu sistema de pesquisa.
No Brasil, o UVX opera há 30 anos, e vem
atingindo mais de 1000 pesquisadores por ano
nas mais diversas áreas do conhecimento.
Entretanto, a sofisticação das questões
científicas exige um equipamento mais competitivo,
e é isso que o Sirius vem fazer, ele vai
ser um dos mais competitivos do mundo, e ele
vai trazer um ganho de, em alguns casos, 10.000
em termos de velocidade em relação ao que
tem de mais moderno no mundo hoje em operação,
aumentando a resolução espacial em relação
ao UVX, por exemplo, em um fator de mais de
1.000.
Esses aceleradores aceleram partículas chamadas
elétrons, só que eles viajam livres
dentro de uma câmera de vácuo.
Esses feixes elétricos são acelerados em
energias muito altas.
No caso do UVX, essa energia é perto de 1.4
bilhão de volts.
No caso do Sirius, é 3 bilhões.

English: 
The old machine, which is till running in the lab, has a light beam of 1mm by 0.1mm.
SIRIUS has a light beam of 0.01 by 0.01mm.
It is much smaller.
Between 2009 and 2012, we developed a design
for a third-generation synchrotron.
In 2012, we invited an international panel to evaluate the project.
They said it was good enough for 2012, but they strongly recommended us to evaluate
the possibility of migrating to a newer technology which was being developed for the construction
of MAX IV, a Swedish synchrotron.
The panel members said, "You'll face enormous technological challenges, because no one's ever built
anything with this new technology, there are none currently in operation.
But Brazil has a very interesting opportunity”.

Portuguese: 
A máquina antiga, que ainda funciona aqui
no laboratório, tem um feixe de 1mm por 0,1mm.
O SIRIUS tem um feixe de 0,01mm por 0,01mm.
É muito menor.
Entre 2009 e 2012, fizemos um desenvolvimento de um projeto
que era um síncrotron de terceira geração.
E, em 2012, convidamos um painel internacional
para fazer a avaliação do projeto.
Disseram que estava muito bom para 2012, mas
recomendavam fortemente que avaliássemos
a possibilidade de migrar para uma nova tecnologia
que estava começando a surgir com a construção
do síncrotron sueco chamado MAX IV.
Esse painel falou, "Existem enormes desafios
tecnológicos, porque ninguém nunca construiu
algo com essa nova tecnologia, não tem nenhum
no mundo operando.
Mas vocês do Brasil têm uma oportunidade
bastante interessante”.

Portuguese: 
E a equipe então assumiu esse desafio e isso
exigiu, desde o final de 2012,
um completo redesenho de todos os componentes dos aceleradores e linhas de luz.
Um equipamento como esse exigiu uma série
de desenvolvimentos de alta tecnologia,
desde a parte civil, que é uma construção extremamente
sofisticada, até todos os componentes dos
aceleradores das linhas de luz, nas mais variadas
áreas de mecânica fina,
de detectores de raios-x, de mecânica de alta precisão, de eletrônica, sistemas de controle etc.
E fizemos isso em parceria com empresas brasileiras
– pequenas, médias e grandes –
de tal maneira que os gastos do projeto, em torno
de 85% ou 86% deles ficaram no país,
distribuídos por essas empresas todas.
Nesse prédio são dois anéis, circulares
e concêntricos.
Nesse externo temos as salas de apoio para
o pessoal que opera as linhas de luz, escritórios,

English: 
So the team accepted the challenge
and this required a complete redesign of the beamline and accelerator components.
Such equipment requires a series of high-tech developments,
from civil engineering, because it of the sophisticated construction work, to the components
for accelerators and beamlines, encompassing several areas of precision mechanics,
x-ray detectors, electronic systems, control systems etc.
So we made partnerships with Brazilian companies – small, medium and large enterprises –
which means that around 85% or 86% of the expenditures were made within the country,
distributed among these companies.
This building is comprised of two circular and concentric rings.
In the outer ring we have the support rooms for beamline operators, offices

English: 
and a technical gallery overhead.
In the internal part, we have the installations gallery.
The only way of accessing the interior of the shielding where the accelerators are housed, is by crossing
one of seven footbridges like this one: we walk over the shielding
and access the building's interior.
This place is the experimental hall.
It is characterized by an extremely high degree of flatness.
The floor has an average circumference of 600m and we kept it leveled
within 20mm beteween its highest and lowest points.
The entire building was devised so that any mechanical excitation which might occur outside
won't find its way into the section where the experimental stations are housed.
Sources of synchrotron radiation are used to study molecular, even atomic, structures.

Portuguese: 
galeria técnica em cima.
Na parte interna temos a galeria de instalações.
E a forma de você acessar o interior da blindagem
onde ficam os aceleradores é através de
sete passarelas com essas aqui: a gente passa
por cima da blindagem
e acessa o interior do prédio.
Estamos no que a gente chama de "hall experimental".
O que caracteriza essa região é uma planicidade
muito alta.
Esse piso tem 600 metros de circunferência
média e a gente manteve o nivelamento dele
dentro de 20mm entre o ponto mais baixo e
o ponto mais alto.
O prédio todo é pensado para que qualquer
excitação mecânica que eu tenha lá fora
não seja transferida para essa região onde
ficam as estações experimentais.
Fontes de radiação síncrotron são feitas
para estudar estruturas moleculares,
até atômicas.

Portuguese: 
São coisas muito pequenas.
Vibrações põem tudo a perder.
Tudo aquilo que produz vibrações, a gente
isola com molas, e a idéia é não excitar
a estrutura quando os fluidos circularem por
essas tubulações.
Normalmente é água gelada para fazer ar
condicionado, para refrigerar componentes,
ou circuitos que trazem água com estabilidade
térmica muito alta para fazer
a estabilização térmica de equipamentos.
O outro grande desafio foi fazer a blindagem,
que é essa estrutura: um túnel com paredes
de 1m ou 1,5m de espessura em concreto, construído
de tal maneira que os 500m de circunferência média
se tornem uma única peça, não tenha
juntas de dilatação.
A estrutura da cobertura está toda apoiada
em amortecedores de borracha, então a idéia
é que a estrutura, com a ação de ventos,
não transfira vibrações para o prédio.

English: 
They're very small objects.
Vibrations, therefore, can jeopardize the experiments.
Everything that produces vibrations is isolated by springs to stop the structure from vibrating
when the fluids are circulating through pipework.
We'll usually have cold water for air conditioning, to cool down certain components.
Other circuits will distribute water with a high thermal stability
in order to stabilize equipment temperature.
The other big challenge was the accelerator shielding, which is this structure: a tunnel with concrete walls,
1m to 1.5m thick was built so that the  500m-average circumference
would be a single piece, with no expansion joints.
The roofing is sustained by rubber shock absorbers,
preventing the transfer of vibrations caused by wind.

Portuguese: 
Removemos todo esse solo e depois devolvemos
esse solo, enriquecendo esse solo com cimento.
O resultado disso é um grande maciço muito
bem enrijecido, que deforma muito pouco.
Tudo isso é independente da estrutura do
prédio: tanto à direita aqui, quanto ali dentro,
elas não têm ligação nenhuma com
o piso onde a gente está em cima agora.
Aqui a gente está exatamente na divisa entre
o prédio e o piso especial.
Então, aqui estão montados os aceleradores,
as linhas de luz, e 90cm abaixo disso tem um gap,
um espaço vazio, que garante que essa estrutura não tenha contato físico com essa estrutura aqui.

English: 
We dug up the soil, enriched it with cement, and returned it.
The result is a large and rigid block with low warping features.
None of this is directly connected to the building's structure: if you look to your right, and inside,
you'll notice there's no connection to the floor we're stepping on now.
We're right at the edge between the building and the special flooring.
This is were the accelerators and beamlines are set up. 90cm below this is a gap,
empty space, which guarantees these two structures don't touch.

Portuguese: 
Aqui começa a viagem dos elétrons para o
síncrotron.
São produzidos nessa peça que é um canhão
de elétrons.
Aquece uma peça de metal e emite espontaneamente
elétrons, em bem baixa energia.
Você aplica uma tensão, no caso, de 100kv,
 e você acelera esses elétrons a uma energia
pequena comparada aos 3 bilhões a que queremos
chegar lá no final.
Indo mais pra frente, agora teríamos terminado
a aceleração.
Isso acontece nesse ponto.
Daqui para a frente, a energia dos elétrons
é constante, eu só tenho que transportar
esses elétrons até a próxima máquina.
O feixe foi transportado desde o Linac, e
estamos chegando perto do booster,
cuja função é pegar a energia baixa desses 150 milhões
de volts e elevar para 3 bilhões de volts.

English: 
This is where the electron's journey to the synchrotron begins.
They are produced in this part called an electron gun or emitter.
It heats up a piece of metal which spontaneously emits electrons at low energy.
Tension is applied, 100kv in this case, and you accelerate these electrons
to a low level of energy compared to the 3 billion we want it to reach in the end.
Further ahead, the acceleration phase will have been concluded.
This happens at this point.
From this point onwards, the electron's energy will be constant and all we need to do is transport
these electrons to the next machine.
The beam has been travelling all the way from the Linac, and now we're nearing the booster,
which is responsible for increasing the energy from 150 million to 3 billion volts.

English: 
In the external wall, looking that way, we have the storage ring.
It is highly stable and has very a very high focusing power, but it only runs at 3 billion volts.
This is the source of the synchrotron proper, this is what generates light for the users.
It's a long journey: two accelerators, the booster, which emits 2 pulses per second,
and all of this accumulates within this machine until it reaches its maximum operational current.
You can see the tunnel is sort of sawtoothed.
At the bottom of one of these "teeth", you'll see an orifice from which we extract a specific beamline.
This one in particular, this "tooth", is connected to a white structure called the optic hutch
– in which synchrotron radiation is extracted –, which, in turn,
is connected to the experimental hutch.
That's where the experiments are in fact conducted,

Portuguese: 
E na parede externa, olhando para lá, temos
o anel de armazenamento.
Ele é de alta estabilidade e altíssima focalização,
mas ele funciona só em 3 bilhões de volts.
Esta é a fonte do síncrotron propriamente
dito, é isso que vai gerar a luz para os usuários.
Temos um longo caminho: dois aceleradores
antes, o booster consegue dar dois pulsos por segundo,
e isso vai acumulando nesta máquina
até atingir a máxima corrente de operação.
Você está vendo que o túnel tem uns dentes.
Na parte inferior deles, você tem um orifício, e desses orifícios você extrai uma determinada linha de luz.
Nessa em particular, esse "dentezinho", já
foi ocupado por uma estrutura branca que chamamos
de cabana ótica: você tira a radiação
síncrotron, que depois será conectada
à essa segunda estrutura, que a gente chama
de cabana experimental.
Nela é que de fato os experimentos vão ser
feitos.

English: 
where Sirius’ day-to-day action will occur, from an experimental standpoint.
This group of layers, which is part of the Manacá beamline,
will allow the study of three-dimensional macromolecule structures, of proteins,
and how medication interacts with these molecules, how they bond.
Other beamlines are being created, and each of them has a slightly different purpose.
The Cateretê beamline will allow us to make three-dimensional images with nanometric resolution
of objects like cells or catalyst granules.
The Caranúba beamline will allow us to produce chemical mappings, at a nanometric resolution,
of materials such as fertilizers, soil, and catalysts.
The Mogno beamline will allow us to conduct tomographies on larger objects, a few centimeters in size,
using a high-penetration, high-energy x-ray.
The Ema beamline will allow us to study materials under conditions of extreme temperature, pressure

Portuguese: 
Aqui é onde a ação do dia a dia do Sirius
vai ocorrer do ponto de vista de experimentos.
Esse conjunto de camadas, ambas pertencem
à linha Manacá,
ela permitirá estudar a estrutura tridimensional de macromoléculas, de proteínas,
e como medicamentos interagem com essas moléculas, como se acoplam com essas moléculas.
Outras linhas de luz estão sendo criadas, e cada uma delas tem um propósito um pouco diferente.
A linha Cateretê permitirá fazer imagens
tridimensionais com resolução nanométrica
de objetos como células ou grânulos de catalisadores.
A linha Carnaúba permitirá fazer mapeamentos
químicos com resolução nanométrica
de materiais como fertilizantes, solos, catalisadores
também.
A linha Mogno permitirá fazer tomografias
de objetos maiores, de cerca de alguns poucos centímetros,
pela sua capacidade de penetração,
um raio-x de alta energia.
A linha Ema permitirá estudar materiais em
condições extremas de temperatura, de pressão

Portuguese: 
e campos magnéticos, e como novas fases da
matéria surgem nessas condições.
E a linha Ipê permitirá fazer espalhamento
inelástico de raio-x, espectroscopia de fotoelétrons,
visando tanto entender como as cargas elétricas
estão organizadas em um material,
quanto como as etapas de reação química ocorrem
durante a formação de ligações químicas
em enzimas e catalisadores.
A gente está agora em uma fase de finalização
de montagem dos aceleradores.
E assim que você começa a ter os elétrons
circulando no acelerador principal,
você também vai poder começar a ter feixes saindo
das linhas de luz, passando por um período
de alguns meses de comissionamento para saber
que o equipamento está funcionando corretamente.
Eu considero este um projeto estruturante
para o Brasil.
Ele vai fornecer para a comunidade científica
o que há de mais moderno em
em questões de análise de materiais.

English: 
and magnetic field forces, and how new phases of matter emerge under these conditions.
The Ipê beamline allow us to generate inelastic x-ray scatterings, photoelectron spectroscopies,
with the goal of understanding how electric charges are organized within a certain material,
as well as how the stages of chemical reaction occur during the formation of chemical bonding
in enzymes and catalysts.
We're currently in the final assembling stages for the accelerators.
And once the electrons start circulating in the main accelerator,
we'll have beams coming out of the beamlines, which will go through
months-long testing in order to verify if the equipment is functioning correctly.
I consider this a structuring project for Brazil.
It'll provide the scientific community with the most modern equipment for material analysis.

English: 
This equipment can be used to study the most complex and fundamental questions in almost any area of knowledge.
Sirius will be one of the world's most modern pieces of equipment,
allowing the Brazilian community from several areas,
both academic and industrial, to conduct experiments. That's why we have this enormous structure.
É para isso que serve toda uma estrutura
como esta aqui.

Portuguese: 
Em praticamente qualquer área do conhecimento
em que você queira acessar essas perguntas,
em um caráter mais fundamental, é possível
utilizar um equipamento como esse.
E o que o Sirius, na verdade, vai ser é um
dos equipamentos mais modernos do mundo, permitindo
portanto que toda a comunidade brasileira,
nas mais diversas áreas,
tanto acadêmica quando industrial, possam vir aqui fazer seus experimentos.
É para isso que serve toda uma estrutura
como esta aqui.
