Teknik Nyheter Sverige

Forskning i ljusets hastighet

Max IV i Lund invigs nästa vecka under pompa och ståt med bland annat Kung Carl XVI Gustaf och statminister Stefan Löfven.
Max IV i Lund invigs nästa vecka under pompa och ståt med bland annat Kung Carl XVI Gustaf och statminister Stefan Löfven.

Nu är det dags för Sveriges mest påkostade forskningsprojekt – Max IV – att invigas. Anläggningen kan förenklat beskrivas som en kombination av ett gigantiskt mikroskop och en röntgen, där framtidens material ska studeras ända ner på atomnivå.

Max IV är en så kallad synkrotronljuskälla. En anläggning som kan skapa röntgenstrålning på en helt annan nivå än den som finns på vanliga sjukhus. Och i stället för att leta benbrott kommer forskarna studera olika material och ämnen in i dess allra minsta beståndsdelar.

– Vårt uppdrag är att göra det osynliga synligt. Alla vet hur en röntgen på ett sjukhus fungerar. Vi gör någonting liknande. Vi tittar in i materialen, det kan handla om kemiska substanser, elektronik, växter och molekyler. Målet är att förstå hur naturen fungerar, och hur vi kan förändra den för att skapa bättre material, säger Christoph Quitmann, direktör på Max IV-laboratoriet.

Synkrotronstrålning förekommer naturligt i rymden och har den unika egenskapen att den spänner över flera våglängder. Alltså både över det synliga ljusets våglängd, men också till exempel över infrarött, ultraviolett och framför allt röntgen.

Konstgjort superljus

Genom att böja elektroners bana när de färdas i nära ljusets hastighet i acceleratorn frigörs energi, och på så sätt skapas synkrotronstrålning på artificiell väg. Det ljus som ligger på röntgenvåglängd fångas sedan upp och ut kommer en röntgenstråle med kraften att belysa de allra minsta beståndsdelarna i det material som skall studeras.

Strålen är tunnare än ett hårstrå men intensivare än någonting annat i världen, och röntgenbilderna kan bland annat ge svar på vilken kemisk uppbyggnad materialet har och hur det beter sig under olika förutsättningar.

– Det handlar till exempel om hur vi tillverkar plast. Tänk dig att kunna skapa en plast helt utan fossila ämnen, som ett plastmaterial tillverkat av träd. Men för att det skall bli möjligt behöver vi förstå mer om hur materialen fungerar, säger Quitmann.

Bäst i världen

Max IV-laboratoriet har använt en helt unik metod och acceleratorn är nu en av de kraftfullaste som byggts hittills i världen.

– Vi har kunnat fokusera strålen på ett sätt som ingen har gjort förut. Många av de befintliga anläggningarna runt om i världen arbetar nu med uppgraderingar för att likna den teknik vi har använt här, säger Fernandes Tavares, maskindirektör på Max IV.

Nils Bergendal
Max IV i Lund. På bilden syns den så kallade 3GeV ringen. Det är i den som elektronerna skickas runt och alstrar energi i form av synkrotronstrålning. Strålningen filtreras sedan för att ta vara på den mycket kraftiga röntgenstrålningen.