Um adeus ao acelerador de partículas que era o bebê do meu pai

Na semana passada, técnicos do Argonne National Laboratory começaram a desmontar um acelerador de partículas conhecido como Advanced Photon Source (APS), um anel de 1,1 quilômetro ao redor que desde 1995 brilha como uma das fontes de raios-x mais brilhantes do mundo. Não é o fim da instalação, que atende anualmente cerca de 6.000 cientistas de inúmeras áreas. Dentro de um ano, os trabalhadores substituirão o acelerador de elétrons por um novo que aumentará a intensidade dos feixes de raios X de saída do APS em um fator de 500. Uma importante instalação científica será rejuvenescida. Isso não é incomum.

Para mim, pessoalmente, porém, o desmantelamento do APS original evoca fortes emoções. Meu pai, Yanglai Cho, era um físico acelerador que passou toda a sua carreira em Argonne, um laboratório do Departamento de Energia (DOE) fora de Chicago. Quarenta anos atrás, ele liderou a pequena equipe que elaborou o projeto conceitual da máquina. Na minha cabeça, era o bebê dele. Quando papai morreu em 2015 aos 82 anos - 4 anos após um derrame devastador - me consolei com o pensamento de que ele ainda vivia naquele acelerador. Agora, ele também desaparecerá.

Eu era adolescente quando, no início dos anos 1980, meu pai começou a refletir sobre o acelerador. Eu o amava muito, mas, como muitas pessoas, tive um relacionamento complicado com meu pai. Ele pode ser tirânico e exigente, egocêntrico e distante. "Eu não me importo com o que você faz, contanto que você seja o melhor nisso", ele dizia para mim ou para um de meus dois irmãos e depois nos deixava sozinhos. Naquela época, o APS era essa coisa misteriosa que ocupava seu tempo e sua mente.

Eu segui meu pai na física, eventualmente obtendo um Ph.D. No entanto, meu caminho me levou ao jornalismo científico. Nos últimos 20 anos, escrevi sobre muitas grandes instalações científicas, desde esmagadores de átomos e detectores de ondas gravitacionais até lasers de raios X e fontes de nêutrons. Nunca construí nada, mas aprendi algumas coisas sobre o que é necessário para criar essas máquinas surpreendentes. E isso me ajudou a entender melhor meu pai.

"Ele era um físico de acelerador soberbo e visionário e transformou muitas máquinas grandes em Argonne e em outros lugares", disse um ex-funcionário do DOE que ainda presta consultoria para a agência e, portanto, pediu para não ser identificado. "Ele também foi um colega e professor maravilhoso." Tendo brigado com meu pai tantas vezes, fico maravilhado com essa última avaliação. No entanto, pensando em seu trabalho, passei a apreciar como um imigrante sul-coreano com sotaque forte e temperamento explosivo poderia florescer em um campo incomum e exigente.

Assim como os outros 70 síncrotrons de raios-x espalhados pelo mundo, o APS transforma o que era um incômodo em um poderoso recurso para estudar materiais. Ele acelera os elétrons dentro de um longo tubo de vácuo a alta energia e quase à velocidade da luz, enquanto os ímãs os direcionam ao redor do anel. O feixe de elétrons circulante irradia raios-x, assim como uma toalha molhada girada sobre a cabeça lança gotas de água. Essa radiação síncrotron suga a energia dos elétrons, então, quando os aceleradores foram construídos apenas para experimentos em física de partículas, foi um desperdício inevitável.

Na década de 1960, os cientistas começaram a desviar a radiação de raios-x de aceleradores de elétrons para estudar materiais, digamos, medindo seus espectros de absorção. As primeiras grandes fontes dedicadas surgiram na década seguinte. O APS liderou uma onda de fontes maiores e de maior energia de terceira geração, junto com o European Synchrotron Radiation Facility (ESRF) em Grenoble, França, e o SPring-8 em Hyogo, Japão. Em comparação com fontes anteriores, a máquina Argonne produziu feixes de elétrons mais compactos que geraram raios-x muito mais intensos. Ele também empurrou para o regime de raios-x duros, aqueles com comprimentos de onda menores que 0,1 nanômetro, que são ideais para sondar a estrutura em escala atômica de um material. Ele reabasteceu seus elétrons não a cada 12 horas, mas a cada 30 segundos, mantendo a intensidade dos feixes de raios-x estável.