Solaris (síncrotron) - Solaris (synchrotron)
Solaris é o primeiro síncrotron construído na Polônia em 2015, sob os auspícios da Universidade Jagiellonian . Ele está localizado no Campus do 600º Aniversário do Renascimento da Universidade Jagiellonian, na parte sul de Cracóvia . É a instalação central do Centro Nacional de Radiação Síncrotron SOLARIS ( polonês : Narodowe Centrum Promieniowania Synchrotronowego SOLARIS ).
O Centro Nacional de Radiação Síncrotron SOLARIS foi construído entre 2011 e 2014. O investimento foi cofinanciado pela União Europeia com recursos do Fundo Europeu de Desenvolvimento Regional, no âmbito do Programa Operacional de Economia Inovadora para 2007-2013.
O síncrotron SOLARIS começou a operar com duas linhas de luz (PEEM / XAS com duas estações finais e UARPES com uma estação final). No final das contas, no entanto, o corredor experimental do acelerador de Cracóvia abrigará dezenas deles. No total, as linhas de luz serão equipadas com cerca de vinte estações finais.
O nome deriva do título de um romance do escritor de ficção científica polonês Stanislaw Lem , que viveu e trabalhou em Cracóvia.
Em 1º de março de 2019, no I Congresso do Consórcio de Criocroscopia, órgão que reúne especialistas em biologia estrutural de toda a Polônia, foi tomada a decisão oficial de abrir o Centro Nacional de Criocroscopia Eletrônica no SOLARIS. O coração do Centro de Criocroscopia passou a ser dois, a mais nova geração, criomicroscópios que, devido à sua alta resolução e método de medição, revolucionam a biologia estrutural.
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O Centro SOLARIS está aberto a todos os cientistas interessados, tanto da Polônia quanto do exterior. Os convites à apresentação de propostas são anunciados duas vezes por ano (na primavera e no outono). O acesso à infraestrutura para cientistas é gratuito.
Linhas de luz
Existem várias linhas de luz.
Linhas de luz ativas
- XAS é uma linha de luz baseada em ímã dobrável dedicada à microscopia e espectroscopia na faixa de energia de raios-X moles. A linha de luz é projetada para estudar propriedades químicas e eletrônicas, estruturais e magnéticas por meio de XAS, XNLD (dicroísmo linear natural de raios-X) e XMCD (dicroísmo circular magnético de raios-X), XMLD (dicroísmo linear magnético de raios-X), respectivamente . É adequado para sondar propriedades específicas de elementos de superfícies, interfaces, filmes finos e nanomateriais. A faixa de energia de fótons disponível (200-2000 eV) cobre as bordas de absorção K para elementos leves, de carbono a silício, bordas L de elementos com Z entre 20 e 40, incluindo elementos 3d, e também bordas M de muitos átomos mais pesados, incluindo Elementos 4f. A estação experimental oferecida é uma estação universal para espectroscopia de absorção de raios X (XAS).
A estação está disponível para experimentos do usuário em diferentes ambientes de amostra e condições de foco. Os usuários podem se inscrever para o tempo de transmissão com a estação final XAS. Para se preparar para o experimento, os usuários são solicitados a consultar as páginas da web das estações finais.
- UARPES - A linha de luz de espectroscopia de fotoemissão com resolução ultra-angular permite medições de grandezas fundamentais, ou seja, a energia e o momento, descrevendo um estado de fotoelétrons no espaço fora da amostra sólida.
Se um seletor de spin for usado adicionalmente, um conjunto completo de números quânticos para o elétron pode ser obtido. Então, dentro de uma chamada aproximação repentina, a energia do elétron, o momento e o spin medidos sobre a superfície da amostra podem ser relacionados à energia de ligação, quasimomento e spin que o elétron tinha no sólido antes do evento fotoelétrico ocorrer. Assim, a estrutura da banda eletrônica do sólido estudado é obtida experimentalmente. Ao lado dessa imagem simples, o ARPES também fornece percepções detalhadas sobre as complexas interações elétron - elétron e elétron - rede no sólido.
A importância da técnica ARPES para a ciência e tecnologia contemporâneas é amplamente reconhecida. Linhas de luz ARPES dedicadas existem em quase todos os centros de radiação síncrotron em todo o mundo.
Aplicações: Muitos avanços recentes na ciência dos materiais foram possibilitados por uma melhor compreensão da estrutura eletrônica de sistemas complexos, obtida devido aos estudos do ARPES. Os exemplos incluem avanços em campos como: supercondutividade de alta temperatura, isolantes topológicos, física do grafeno.
- PHELIX - a linha de luz está usando raios X suaves produzidos por um ondulador APPLE II com ímãs permanentes. Este ondulador permite obter polarização variável da luz - linear, circular e elíptica. A linha de luz permite estudos de absorção espectroscópica. As técnicas de pesquisa disponíveis na linha de luz são: espectroscopia de fotoemissão (PES) e XAS. Aplicação: no estudo de novos materiais (spintrônica, magnetoeletrônica, isoladores topológicos), bem como camadas delgadas e multicamadas.
- DEMETER - (Dual Microscopy and Electron Spectroscopy Beamline) - a linha de luz está usando raios X suaves com polarização variável emitida por um ondulador EPU (eliptically polarizing undulator). A linha de luz tem duas estações finais: microscópio de transmissão de raios-X de varredura STXM e microscópio eletrônico de fotoemissão PEEM. Aplicação: pesquisa de ordem magnética, pesquisa de estrutura de domínio, imagens de composição química e espectroscopia de biomoléculas.
Linhas de viga em construção
- SOLABS - uma linha de luz de espectroscopia de absorção de raios-X, cuja fonte de luz síncrotron será um ímã curvo . A linha entregará fótons dentro de uma ampla faixa de energia, permitindo que as medições sejam conduzidas nas bordas de absorção de muitos elementos.
Aplicações: A estação final será destinada à pesquisa de materiais de natureza básica e aplicada.
- SOLCRYS - uma linha de luz de raios X de alta energia baseada em wiggler (até 25 keV) para estudos estruturais. Aplicações: em estudos estruturais (biológicos, macromoleculares, farmacêuticos, materiais cristalinos, etc.) também realizados em condições extremas (alta pressão, temperatura).
- SOLAIR - a linha de luz da microscopia de absorção infravermelha com imagem. A fonte de radiação é um ímã curvo. A linha de luz terá duas estações finais: um microscópio com radiação infravermelha com transformada de Fourier e um microscópio para espectroscopia de nano-infravermelho acoplado com microscopia de força atômica e microscopia de varredura de campo próximo (imagem AFM-SNOM-FTIR). Aplicação: em biomedicina, nanotecnologia, ciências ambientais e muitos outros campos. A pesquisa planejada permitirá, entre outras coisas, direcionar a síntese de drogas potenciais e seu desenho.
- POLYX - uma linha de luz que permitirá imagens multimodais de alta resolução na faixa de raios-X rígidos. A fonte de radiação é um ímã curvo. As técnicas disponíveis serão: microanálise de fluorescência de raios X (micro-XRF), espectroscopia de limiar de absorção de raios X (micro-XAFS) e micro-tomografia computadorizada (micro-CT). Aplicação: teste de novas soluções para óptica e detectores de raios-X, teste de amostras de baixa absorção, por exemplo, materiais biológicos, obtenção de informações detalhadas sobre decomposição elementar, estudos morfológicos de objetos, imagens tridimensionais da estrutura atômica local, etc.
Parâmetros
Os principais parâmetros do anel de armazenamento SOLARIS:
- Energia: 1,5 GeV
- Máx. corrente: 500 mA
- Circunferência: 96 m
- Frequência RF principal: 99,93 MHz
- Máx. número de cachos circulantes: 32
- Emitância horizontal (sem dispositivos de inserção): 6 nm rad
- Acoplamento: 1%
- Sintonize Qx, Qy: 11,22; 3,15
- Cromaticidade natural ξx, ξy: -22,96, -17,14
- Cromaticidade corrigida ξx, ξy: +1, +1
- Tamanho do feixe de elétrons (centro da seção reta) σx, σy: 184 µm, 13 µm
- Tamanho do feixe de elétrons (centro dipolo) σx, σy: 44 μm, 30 μm
- Máx. número de dispositivos de inserção: 10
- Compactação momentum: 3,055 x 10-3
- Vida total de elétrons: 13 h