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Professor da Universidade de Nebraska-Lincoln visita IPEN para consolidar acordo de cooperação científica

Sudeep Banerjee proferiu palestras e participou de experimento no Laboratório de Laser de Altíssima Intensidade do Centro de Lasers e Aplicações, a convite do pesquisador Nilson Dias

O professor Sudeep Banerjee, da University of Nebraska–Lincoln (UNL), que desde o dia 20 está em visita ao IPEN a convite do pesquisador Nilson Dias Vieira Junior, do Centro de Lasers e Aplicações (CLA), encerra sua agenda de atividades nesta quarta-feira, 29, com participação em experimento no Laboratório de Laser de Altíssima Intensidade do Instituto. Trata-se de um projeto de cooperação científica que tem como objetivo viabilizar a aceleração de elétrons por laser e a geração de raios X para aplicações oncológicas.

A vantagem de se acelerar elétrons por laser está principalmente na compactação destes aceleradores. "Aceleradores lineares ocupam uma dimensão enorme, principalmente para altas energias, o que pode ser reduzido por um fator de 100 a 1000, além de eliminar a necessidade de blindagens para o laser de aceleração”, explica Nilson Dias.

A visita foi planejada por ocasião da FAPESP Week Nebraska-Texas, realizada no período de 18 a 22 de setembro, na UNL. "Tive o privilégio de proferir uma palestra sobre nossas atividades em lasers de alta intensidade aqui no IPEN – temos o laser mais intenso do hemisfério sul – e quando fomos ciceroneados pelo professor Banerjee em visita ao laboratório dele, cujo laser é um dos mais potentes do mundo, combinamos sua vinda ao IPEN para iniciarmos a cooperação científica”, relatou Nilson Dias.

Após cumprir extensa agenda científica, que incluíram palestras no próprio IPEN, no Instituto de Física da USP (IFUSP) e no Instituto de Física da Unicamp, Banerjee tem participado das atividades com aceleração de elétrons pelo laser de TW (terawatts) do Instituto, utilizando alvos gasosos e a técnica de Laser Wakefield Acceleration. "Ele já está nos ajudando, discutindo nosso arranjo experimental, e vai trazer plásticos cintiladores para a detecção de elétrons. Além disso, participará na definição do alvo gasoso que iremos utilizar no experimento”, acrescenta Nilson Dias.

Palestra – Os "progressos espetaculares” alcançados ao longo da última década na geração de feixes de elétrons de alta energia pelo processo de aceleração do laser wakefield foi apresentado por Banerjee na palestra "Generation of MeV-GeV Energy electron beams using ultraintense lasers”, proferida no IPEN, no IFUSP e no IF-Unicamp. Segundo ele, a primeira demonstração começou em 2004 e hoje ficou demonstrado que os feixes de elétrons de energia multi-GeV podem ser usando pulsos ultracurtos, de pico de potência de PW (milhões de bilhões de Watts).

"Foi discutido o nosso trabalho nesta área nos últimos anos, que inclui a demonstração obtenção de feixes de elétrons com energia sintonizáveis, ​​abrangendo desde 10 MeV a 800 MeV usando uma gama de condições de laser e plasma. Utilizamos alvos únicos e estruturados para controlar o processo de injeção e aceleração e determinamos a influência dos parâmetros do laser na estabilidade e controle do acelerador de elétrons”, afirmou Banerjee.

Segundo ele, os detalhes do mecanismo de aceleração podem ser entendidos pelo uso de simulações com código de partículas em células (PIC). Banerjee explica que o objetivo principal no desenvolvimento do acelerador de elétrons era usá-lo para dirigir uma fonte de raios-X pelo espalhamento do laser pelos elétrons usando o efeito de Compton (fonte que produz feixes altamente colimados de raios X de alta energia), mas, ao mesmo tempo, foram exploradas, de forma independente, outras facetas do processo de aceleração, em particular os mecanismos de injeção para limitar a propagação da energia.

"A primeira medida da emitância [energia emitida pela superfície de um corpo, por segundo e por unidade de área] intrínseca do feixe de elétrons foi realizada usando a dispersão inversa de Compton e mostrou que esse parâmetro está entre os mais baixos já medidos para um feixe de elétrons de alta energia”, explicou Banerjee, que é professor de pesquisa associado no Departamento de Física e Astronomia da UNL.

Antes de ingressar na UNL, Banerjee realizou pesquisa no Center for Ultrafast Optical Sciences, da Universidade de Michigan, onde estudou a interação de elétrons livres com a luz e a geração de raios-x de alta energia usando o sistema laser table-top-terawatt.

"O professor Banerjee tem 20 anos de experiência no assunto e nesta cooperação nos ajudará a superar as dificuldades existentes no estabelecimento, pela primeira vez no Brasil e na America Latina, desta tecnologia e ciência de ponta, que poderá viabilizar aplicações na área oncológica com redução de custo e de espaço, para benefício dos pacientes”, concluiu Nilson Dias.

No IPEN, a palestra ocorreu no dia 22 de novembro e foi transmitida pela web e está disponível aqui.

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