Text: Alarik Haglund
Sedan några år tillbaka befinner sig ESS (European Spallation Source) under konstruktion i Lund, men staden har redan en framgångsrik forskningsanläggning i världsklass – MAX IV-laboratoriet, som har till uppgift att se det osynliga.
Då laboratoriet invigdes i juni 2016, på årets ljusaste dag, blev MAX IV i Lund världens ljusstarkaste synkrotronljusanläggning, vilket innebär att den röntgenstrålning som produceras är av den högsta kvalitet som för tillfället finns att uppbringa någonstans i världen. Denna röntgenstrålning kan användas av forskare från både den akademiska världen och industrin för att förstå, förklara och förbättra världen omkring oss.
Till exempel gör MAX IV det möjligt för forskarna att både studera de material vi använder oss av idag för att göra dem bättre och utveckla helt nya material och produkter.
Förebild för andra länder
Till skillnad från den europeiska forskningsanläggningen ESS (European Spallation Source), som också byggs i Lund, är MAX IV ett nationellt forskningslaboratorium, som huvudsakligen är svenskfinansierat och som bygger på mer än 30 års erfarenhet från det gamla MAX-laboratoriet vid Lunds universitet.
Den världsledande synkrotronljusanläggningen har emellertid dragit till sig internationell uppmärksamhet och flera andra länder försöker nu efterlikna den svenska framgången.
För att behålla ledningen finns det, trots att det kommer att ta flera år till innan anläggningen är helt färdigställd, redan planer på att uppgradera den genom att utöka de omkring 14 strålrör, där forskningen bedrivs, som har tagits i drift eller ska tas i drift under 2017 och 2018 till omkring 30 strålrör till 2026 och att förbättra kvaliteten på röntgenstrålningen ytterligare. Dessutom finns det planer på en så kallad frielektronlaser, som skulle säkerställa en fortsatt världsledande position för MAX IV i upp till 20 år till.
Supermikroskop
MAX IV består av två elektronkanoner och en linjär partikelaccelerator, som tillsammans accelererar elektroner till nära ljusets hastighet, samt två lagringsringar, där man med hjälp av magneter får de cirkulerande elektronerna att avge tunna ljusstrålar i färdriktningen och skicka in i dem i de olika strålrör som omger lagringsringarna. I strålrören väljs sedan strålning av rätt våglängd ut för de prover som ska studeras.
Man skulle kunna säga att MAX IV fungerar som ett enormt supermikroskop, som tack vare den korta våglängden hos den intensiva strålningen öppnar upp en helt ny värld och gör det möjligt att se saker som är mindre än en nanometer.
Det som gör MAX IV unikt är framförallt utformningen av de så kallade böjmagneter i lagringsringarna som håller elektronerna i en cirkulär bana. Tack vare att MAX IV har fler och mindre magneter än andra synkrotronljusanläggningar blir elektronstrålen mer koncentrerad, vilket resulterar i en bättre kvalitet på den röntgenstrålning som produceras.
Forskning vid MAX IV
MAX IV räknar med att kunna ta emot mellan 2 000 och 3 000 forskare om året, som utför experiment inom så olika områden som ytvetenskap, halvledarfysik, materialvetenskap, atom- och molekylfysik, kemi, biologi, kulturarv och medicin.
Bland annat har forskning vid MAX IV redan resulterat i ny kunskap om livets byggstenar, tack vare att ett enzym som bidrar till att bygga upp och reparera DNA i levande organismer studerats, vilket i framtiden skulle kunna bidra till utvecklingen av nya antibakteriella läkemedel. Forskare har också kunnat använda MAX IV för att hjälpa till att belysa klimatförändringens mysterier, genom att undersöka byggstenarna i pyttesmå luftburna partiklar, och att utveckla miljövänlig plast av stärkelse och protein som kan läggas i komposten, genom att studera materialet på nanonivå.
MAX IV
MAX IV är ett nationellt forskningslaboratorium, som huvudsakligen är svenskfinansierat och som bygger på mer än 30 års erfarenhet från det gamla MAX-laboratoriet vid Lunds universitet. MAX IV består av två elektronkanoner och en linjär partikelaccelerator, som tillsammans accelererar elektroner till nära ljusets hastighet, samt två lagringsringar, där man med hjälp av magneter får de cirkulerande elektronerna att avge tunna ljusstrålar i färdriktningen och skicka in i dem i de olika strålrör som omger lagringsringarna. I strålrören väljs sedan strålning av rätt våglängd ut för de prover som ska studeras.
