MAX IV-laboratoriet med sin runda synkrotonring. Foto Perry Nordeng
MAX IV-laboratoriet med sin runda synkrotonring. Foto Perry Nordeng
 

De forskningsområden som kommer att ha användning av anläggningen är materialvetenskap, energiforskning, biogeokemi, atmosfärskemi, korrosionskemi, nanoteknik, katalysforskning, miljövetenskap, kulturminnesvård, grundforskning i fysik och kemi samt läkemedelsforskning, molekylärbiologi och medicinsk bildvetenskap. När det går att se in i det allra minsta, följa blixtsnabba kemiska processer i realtid och förstå hur det fungerar kommer vi i framtiden t.ex. att kunna ta fram nya och bättre materialen, nya läkemedel, miljövänligare bilbränsle och avslöja falska konstverk.

1000 gånger briljantare än MAX II

I laboratoriet skapas ett så kallat synkrotronljus som är ett mycket starkt ljus, starkare än det röntgenljus som används på t.ex. sjukhus. När ljuset sedan bestrålar ett material kan man se dess strukturerer och hur det är uppbyggt. MAX IV blir 1000 gånger mer briljant än MAX II som ligger vid Lunds universitet. Briljans är ett mått på intensiteten i strålning. Ju fotontätare strålen är desto högre briljans. För att få mycket hög briljans måste strålen vara mycket fin och fokuserad, så att provet blir belyst med en liten och mycket skarp fläck. Då blir provets upplösning bra.

Ringen har en omkrets på 528 meter mot Colosseums 527 meter. Foto Per Nordström
Ringen har en omkrets på 528 meter mot Colosseums 527 meter. Foto Per Nordström

Ljuset skapas när elektroner accelereras till nästan ljusets hastighet i en cirkulär maskin som kallas synkrotron. När elektroner går genom ett magnetfält böjer de av och röntgenljus skickas ut i färdriktningen. Man kan jämföra med ljuset från en strålkastare när man kör bil genom en kurva. Ljuset leds i vakuum genom strålrör ut till experimentstationerna där proverna kan analyseras.
 

Max IV viktig för Stockholmsforskare
MAX IV kommer att ta emot forskare från hela världen (med eller utan samarbetspartner från företag) och de tilldelas stråltid utan att behöva betala om de dels når upp till den vetenskapliga höjd som kommittén kräver och dels publicerar sina resultat så att de kan komma resten av världen tillgodo. Ansökningar om stråltid kommer att tas emot flera gånger per år. Om man som företag vill värna sin affärshemlighet så kan man köpa stråltid och därmed slippa publicera sina resultat tills man har patent eller liknande

Detta är Sveriges största och mest ambitiösa satsning på forskningsinfrastruktur och när det är klar kommer MAX IV-laboratoriet att kunna ta emot upp mot 2 500 forskare per år från hela världen.

Anders Nilsson är forskare vid Fysikum inom kemisk fysik där han studerar struktur och dynamik i vatten samt kemiska energiomvandlingar på gränsytor.
 - Vi är speciellt intresserade av en röntgenlaser anläggning som jag hoppas att vi kan använda när MAX IV kommer igång om ett år. Idag använder vi främst anläggningar i USA och Tyskland i vår forskning, säger Anders. Förutom forskare från Fysikum så har MAX-laboratorierna tidigare använts av forskare från Institutionen för biokemi och biofysik, Institutionen för material- och miljökemi samt Institutionen för organisk kemi.

2020 öppnar ESS
Granne med den gigantiska forskningsanläggningen kommer ESS, European Spallation Source, att ligga. ESS kommer också att bygga en accelerator, med skillnaden att den fyrahundra meter långa banan är rak. Istället för att använda ljus som MAX IV så accelererar ESS protoner mot grundämnet volfram för att kunna titta in i material av olika slag. När protonerna går sönder (spallation) sprutar det ut neutroner. De leds sedan ut till olika instrumentstationer och tränger där in i materialet (allt från vätskor och metaller till levande celler) som man vill analysera och skapar där en bild av molekylernas strukturer och vibrationer.

Man kan säga att skillnaden mellan de två anläggningarna är att MAX IV genom röntgenstrålning hjälper oss att se hur skelettet är uppbyggt, medan ESS visar köttets strukturer. Neutroner är känsliga för väte som ju finns i vatten och vatten finns i alla mjukdelar. Därmed kommer de två anläggningarna kunna se lite olika saker vilket också innebär att de kommer att komplettera varandra.

 

Text Per Nordström