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A Universidade Federal de Ciências da Saúde de Porto Alegre (UFCSPA) teve destaque científico internacional com a publicação de um estudo na Physical Review Letters (PRL), uma das revistas mais prestigiadas na área da física. O artigo, que recebeu destaque na capa da edição, apresenta um novo mecanismo para a geração de radiação síncrotron coerente em escala microscópica, um avanço com potencial transformador para tecnologias de diagnóstico e tratamento em saúde.

O trabalho é resultado de uma colaboração entre pesquisadores do Reino Unido (Universidades de Liverpool e Manchester, e Cockcroft Institute), Espanha (Universidade de Valência), Alemanha (Helmholtz Institute Jena) e Brasil, por meio do professor Alexandre Bonatto, do Departamento de Ciências Sociais e Aplicadas (DECESA) da UFCSPA. Integrante e um dos coordenadores do Grupo de Física de Feixes (GFF), o professor atua no Programa de Pós-Graduação em Tecnologias da Informação e Gestão em Saúde (PPGTIGSaúde) e na Física Médica.

O artigo, intitulado “Coherent Synchrotron Radiation by Excitation of Surface Plasmon Polariton on Near-Critical Solid Microtube Surface”, apresenta um conceito inédito para produzir radiação síncrotron coerente (CSR) na faixa de raios-X a partir da interação de lasers intensos com microtubos constituídos de nanotubos de carbono. O professor Alexandre Bonatto, explica que quando um pulso de laser circularmente polarizado atravessa o microtubo, ele excita plasmons de superfície que geram campos eletromagnéticos rotativos extremamente intensos. “Esses campos aceleram elétrons de forma helicoidal, produzindo radiação síncrotron coerente com intensidade até 100 vezes superior à emissão convencional. Trata-se de um efeito comparável ao de grandes aceleradores, mas em uma estrutura de escala microscópica”.

Segundo o professor Bonatto, as implicações para a área da saúde são significativas. A tecnologia poderá, no futuro, originar equipamentos médicos compactos e mais acessíveis, permitindo a geração de imagens em ultra-alta resolução com menores doses de radiação, além de possibilitar o estudo de processos biológicos em escalas temporais extremamente rápidas e extremamente pequenas. A geração de harmônicos bem definidos também abre caminho para o imageamento multiespectral, ampliando a precisão de diagnósticos e contribuindo para abordagens personalizadas.

O estudo integra a colaboração NanoAc, consórcio internacional dedicado ao desenvolvimento de nano aceleradores de elétrons. Parte dos experimentos para comprovação do fenômeno proposto está sendo planejada na Universidade de Valência. A partir dos resultados teóricos e simulações computacionais apresentados no artigo, o grupo se prepara para avançar para a etapa experimental em 2025.

Além da publicação na Physical Review Letters (PR), o professor Alexandre Bonatto também integrou recentemente outro artigo relacionado ao tema na revista Scientific Reports, intitulado “Numerical study of self-injected electron acceleration in CNT structured targets driven by an 800 nm laser”. O estudo complementa os avanços da colaboração NanoAc ao investigar mecanismos de aceleração de elétrons em alvos nanométricos, reforçando a atuação da UFCSPA em pesquisas de fronteira na interface entre física de altas energias, tecnologias emergentes e aplicações biomédicas.

Com informações:
Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação e Inovação (ProPPGI)
Programa de Pós-Graduação em Tecnologias da Informação e Gestão em Saúde (PPGTIGSaúde)