Primeiro espectrômetro TES da Europa revoluciona pesquisa em raios X
O primeiro espectrômetro de Transição de Bordo Supercondutor (TES) da Europa, instalado no BESSY II, marca um avanço significativo na pesquisa de raios X. Com uma sensibilidade até 1.000 vezes maior que os espectrômetros convencionais, o novo instrumento possibilita experimentos anteriormente inviáveis, ampliando as fronteiras do conhecimento em materiais quânticos e sistemas moleculares.
Funcionamento do espectrômetro TES
O espectrômetro TES opera com um array de 248 sensores supercondutores que funcionam a uma temperatura extremamente baixa de 25 mili-Kelvin. Essa temperatura é alcançada por meio de um refrigerador de diluição He4-He3, tecnologia semelhante à utilizada em computadores quânticos. Quando os raios X atingem uma amostra, o material emite seus próprios fótons, que são capturados pelos sensores, resultando em uma alteração mínima na temperatura que é medida para determinar a energia de cada fóton com alta precisão.
Avanços na espectroscopia de raios X
As instalações de síncrotron, como o BESSY II, geram feixes de raios X extremamente brilhantes, utilizados para estudar a estrutura e propriedades de diversos materiais. Técnicas poderosas, como espectroscopia de emissão de raios X (XES) e dispersão inelástica ressonante de raios X (RIXS), dependem de grandes quantidades de fótons emitidos para produzir dados significativos. O novo espectrômetro TES, com sua eficiência superior, permite a análise de amostras que anteriormente eram muito pequenas ou diluídas para essas técnicas.
Aplicações em materiais quânticos e sistemas moleculares
O espectrômetro TES possibilitará investigações em diversas áreas científicas, incluindo química molecular e biologia molecular, além de explorar propriedades quânticas em sistemas de dimensões reduzidas, como monocamadas atômicas e nanostruturas. A sensibilidade aumentada também acelera experimentos, permitindo que medições que antes levavam horas sejam concluídas em minutos.
Colaboração e desenvolvimento do instrumento
O desenvolvimento do espectrômetro foi resultado de uma colaboração entre o Helmholtz-Zentrum Berlin (HZB), o MPI-CEC (Mühlheim-an-der-Ruhr, Alemanha) e o NIST (Boulder, EUA). O BESSY II agora abriga o único espectrômetro TES de síncrotron na Europa, destacando-se entre os cinco existentes em instalações de raios X no mundo, que incluem quatro nos Estados Unidos e um no Japão. Os pesquisadores estão convidados a submeter propostas de pesquisa que explorem as novas capacidades do instrumento.
O espectrômetro TES representa um marco na espectroscopia de raios X, ampliando as possibilidades de pesquisa em materiais quânticos e sistemas moleculares. Com suas capacidades inovadoras, espera-se que o instrumento contribua significativamente para o avanço do conhecimento científico em diversas áreas.
