Henning Schmidt är professor och föreståndare för DESIREE. Foto Magnus Bergström

Den nationella forskningsinfrastrukturen DESIREE är en unik anläggning för studier av reaktioner mellan positiva och negativa joner av atomer och molekyler. Experimenten är av stort intresse för grundläggande atom- och molekylfysik samt för tillämpningar inom astrofysik, atmosfärsfysik och biologiska effekter av strålning.

Den begränsande faktorn för många experiment är att partikeldetektorerna, så kallade mikrokanalplattor, fungerar mycket sämre när de är kylda till -260°C: temperaturen inuti DESIREE. Problemet är att den elektriska resistansen i materialet blir mycket högre vid låga temperaturer. Detta leder till att detektorn behöver mycket mer tid för att, efter en partikeldetektion, bli redo för den nästa.

Vi inledda under 2016 en diskussion med Photonis utvecklingsavdelning i Nederländarna om deras processer för att kontrollera detektorplattornas resistans. Efter ett stort antal epostmeddelanden och ett fysiskt besök nådde vi tillsammans fram till en metod som vi ansåg borde ge de önskade egenskaperna. Kruxet var att de, vid deras amerikanska produktionsanläggning, kunde genomföra processen, men inte hade möjlighet att testa det färdiga resultatet. Det kunde däremot vi göra. Resultatet blev mycket lyckat och vi ska nu i sommar byta ut den sista detektorn av fyra i DESIREE till denna nya typ. Samtidigt har detta blivet en ny produkt för Photonis.

”Through our work with Stockholm University we learned how the detectors we make operate at cryogenic temperatures … and how they don’t. We pushed specifications to such extremes that we are ourselves now unable to test some of our detectors’ properties. Cryostats are used in many fields of scientific research, and our solutions to the challenges of DESIREE have found their way to other applications”.
Serge Duarte Pinto, Innovation Scientist, Photonis Netherlands B. V.
 

Mikael Björkhage och Mikael Blom vid DESIREE


 

Jämförelse av en ny och en gammal detektor som mäter samma snabbt avtagande signal efter att en stråle av högt exciterade adamantan-joner (små kol-molekyler med struktur som diamant) har injicerats i DESIREE. Detektionsraterna borde därför vara identiska, men vi ser att i början, då partikelraten är väldigt hög, hinner den nya detektorn med att detektera tio gångar så många partiklar som den gamla. (Notera att y-axeln är logaritmisk). Figuren är gjort av sjukhusfysikerstudenten Märta Persson för hennes kandidatarbete.