Diversas linhas de luz e metodologias experimentais são desenvolvidas em paralelo no Sirius, que continua expandindo com novas estações e capacidades experimentais. Nesse cenário, com recursos de engenharia e operação finitos e uma comunidade usuária diversa, é essencial ter uma linguagem comum para responder, de forma objetiva, a três perguntas: o que está pronto, para quem e sob quais restrições.
Para tanto, o LNLS adota uma sistemática de avaliação em múltiplos níveis que conecta maturidade científica e evidência técnica ao tratar de um experimento disponível em suas linhas de luz. O Experimental Validation Level (EVL) descreve a maturidade de uma metodologia experimental específica em uma linha de luz (ou estação). Concomitantemente, o Technical Validation Level (TVL) descreve a maturidade das dependências técnicas (feixe, óptica, detectores, mecânica, controles, processamento, infraestrutura e preparação de amostras) com base em parâmetros-chave de desempenho (KPP -Key Performance Parameter). Na prática, o EVL define se um dado experimento consegue produzir ciência de forma confiável e para quais perfis de usuários, enquanto o TVL evidencia gargalos técnicos que precisam ser superados para que a metodologia avance com segurança e robustez.
O EVL é uma escala de maturidade conforme os seguintes níveis:
EVL-1 | Conceito teórico. Há base técnica e científica, sustentada por cálculos e simulações, indicando que a técnica pode gerar dados relevantes, mesmo antes de uma demonstração prática.
EVL-2 | Prova de conceito experimental. Testes controlados validam os fundamentos do método, nem sempre ainda sob as condições completas da linha de luz. A integração com a estação final normalmente se consolida durante o comissionamento técnico.
EVL-3 | Pronto para investigação científica. Nas mãos da equipe desenvolvedora, o método já produz dados confiáveis o suficiente para responder perguntas científicas, saindo do “é viável?” para “funciona para ciência”. Esse estágio marca a transição do fim do comissionamento técnico para o início do comissionamento científico da metodologia.
EVL-4 | Reprodutibilidade externa. Pesquisadores independentes, familiarizados com síncrotron, conseguem reproduzir resultados com qualidade e reprodutibilidade . É o “portão” para abrir o experimento a usuários, sob condições controladas.
EVL-5 | Robusto para usuários. Usuários não especialistas (ou com treinamento mínimo) conseguem obter resultados reprodutíveis dentro de tolerâncias acordadas. Procedimentos operacionais, documentação e materiais de treinamento estão completos.
EVL-6 | Protocolizado e escalável. Fluxos de trabalho padronizados e preparados para alto rendimento, com aquisição rica em metadados, controle de qualidade automatizado e pipelines de dados integrados de forma fluida a modelos de IA e aprendizado de máquina quando aplicável.
Um princípio simples governa a estrutura: o EVL de um experimento é limitado pelo menor TVL entre suas dependências críticas. Isso torna explícito onde investir para destravar o próximo passo: às vezes um detector é o pivô, mas com frequência o limitante real está em estabilidade, metrologia, calibração, integração de controles, sincronismo de aquisição ou latência no processamento e reconstrução.
O TVL, por sua vez, é derivado do atendimento aos KPPs por cada subsistema ou capacidade (por exemplo: qualidade do feixe entregue à amostra, desempenho de detectores, precisão mecânica, sincronização, desempenho de algoritmos de reconstrução, condições ambientais, protocolos de preparo de amostras). É possível que um subsistema/capacidade já tenha um TVL alto, mas o experimento ainda estar em EVL mais baixo. Isso ocorre porque é necessário a validação experimental do EVL para que ele atinja o máximo permitido pelos TVLs.
Com essa estrutura, experimentos robustos e produtivos (tipicamente EVL-5/6) convivem com conceitos de maior risco e potencial de avanço (EVL-1/2). O EVL orienta o direcionamento de usuários e o uso do tempo de máquina: EVL-3 permanece no comissionamento científico interno, podendo ser aberto a usuários em condições especiais; EVL-4 abre para usuários sob condições controladas, e EVL-5/6 atende um público mais amplo, podendo operar com maior autonomia. Além disso, o EVL também apoia a gestão de risco operacional, exigindo mais suporte técnico e escopo mais restrito em baixos níveis, e permitindo menor supervisão, acesso remoto e maior escalabilidade em experimentos maduros.
Cada avanço de EVL, além de exigir TVLs compatíveis, é sustentado por evidências e documentação que evoluem de uma justificativa científica e análises de dose/segurança (EVL-1/2), para demonstração “ponta-a-ponta” com KPPs atendidos e pipeline funcional (EVL-3), repetibilidade (EVL-4), reprodução por equipe independente com guias e treinamento completos (EVL-5) e, por fim, padronização e automação escaláveis com integração computacional robusta (EVL-6). Como resultado, cada metodologia passa a ter um “cartão de ciclo de vida” que consolida nível atual e alvo, TVLs críticos, riscos, mitigação e responsáveis, aumentando transparência e reprodutibilidade por meio de documentação citável.
O exemplo gráfico (ilustrativo) mostra um experimento que pode atingir EVL-4, mas cuja evolução é limitada por características do feixe síncrotron (TVL). No exemplo, parâmetros como tamanho de feixe e fração coerente atingem um nível de desempenho operável pela equipe de operação (Nível 4), porém ainda sem a robustez necessária para operação rotineira por usuários gerais.