O novo modo de operação do Sirius, implementado desde o fim de março, realiza a injeção de novos elétrons no acelerador de armazenamento a cada 3 minutos, garantindo que a corrente permaneça quase constante durante toda a operação. Isso resulta em cerca de 25% mais fótons emitidos por dia em relação ao modo anterior, em que a injeção era realizada a cada 8 horas e a corrente decaía ao longo deste período.

A implementação do modo top-up de maneira confiável foi possível após o desenvolvimento de diversos subsistemas dos aceleradores, como o sistema de intertravamento para permitir injeção com bloqueio das linhas de luz aberto, e a otimização do sistema injetor para garantir alta eficiência de injeção. 

Neste modo de operação, carga térmica incidente sobre os elementos óticos será praticamente constante, e, com isso, os usuários das linhas de luz do Sirius terão à sua disponibilidade um feixe de luz muito mais estável. 

Outra vantagem da operação em modo top-up é a possibilidade de redução da emitância vertical do feixe de elétrons, que se traduz em feixes de luz mais brilhantes e em maior resolução nas estações experimentais. No modo antigo, a emitância vertical era ajustada para um valor maior para que o decaimento da corrente ao longo do turno fosse mais lento. 

Comparativo da corrente armazenada no modo de operação antigo e no modo top-up

O processo de injeção de novos elétrons no acelerador utiliza ímãs pulsados que podem perturbar a estabilidade do feixe de luz por uma fração de tempo de dezenas de milésimos de segundo a cada pulso. Como no modo top-up a injeção ocorre durante a realização dos experimentos nas linhas, é importante que se consiga realizá-la de modo mais “transparente” possível. 

A procura por aperfeiçoar o processo de injeção tornando-o mais transparente é atualmente uma atividade de pesquisa em andamento na maioria das fontes de luz síncrotron no mundo. No Sirius, as pesquisas nesta área, com protótipos já em operação nos aceleradores, mostraram grande potencial para que se atinja um alto grau de transparência. 

Por estes motivos, o modo top-up é considerado um grande marco para a operação do Sirius. De acordo com Liu Lin, chefe da Divisão de Física de Aceleradores, “A carga térmica constante é benéfica para a estabilidade dos sistemas ópticos das linhas de luz e para os equipamentos do próprio acelerador. E o brilho mais alto e o maior número de fótons emitidos por dia garantirão um feixe de maior qualidade para os experimentos nas linhas de luz.”