Här ska forskare få syn på det okända

Max IV invigdes i juni förra året, och är nu redo för att öppna några av sina experimentstationer. Erbjudandet består av världens mest intensiva ljusstråle som kan användas för att se sådant som hittills varit omöjligt att se. Lund är världsetta på området.

– I synkrotronljusvärlden är vi det coolaste som finns nu, säger Tutti Johansson Falk, kommunikationschef på Max IV.

Max IV är en iögonfallande forskningsanläggning, som med sin storlek och runda form tar plats både på Lundaslätten och i det allmänna medvetandet. Begrepp som synkrotron och briljans sprider sig till fler än de insatta.

Till skillnad mot anläggningen som byggs en bit bort, ESS, är Max IV en till största delen svenskfinansierad forskningssatsning. Den bygger vidare på flera decenniers erfarenhet från det gamla Max-laboratoriet på Lunds universitet.

– Det här är en kolossal satsning. Det bygger på 30 års arbete, men Max IV är i en helt annan division än vad vi har gjort tidigare, det är ett kvantsprång i prestanda och kvalitet, säger Yngve Cerenius, projektkoordinator.

Forskarna i Lund har lyckats ta fram ett koncept där elektronstrålen är mer koncentrerad och det röntgenljus som produceras är mer briljant än på någon annan anläggning i världen, just nu. Det unika består i hur de har förfinat design och konstruktion av de magneter som fokuserar och håller elektronstrålen i sin bana i ringen.

Enkelt sagt har Max IV betydligt fler så kallade böjmagneter, fast i mindre format, i ett mer komplext system än vad andra synkrotroner har. Konceptet var ifrågasatt från början, men ingår nu i de anläggningar som byggs eller uppgraderas runt om i världen.

Läs mer: Världen följer efter Max IV

– Det här är ett helt nytt sätt att göra det, och något vi har utvecklat under lång tid. Det var därför vi vågade göra det. Vi känner redan konkurrensen flåsa oss i nacken. Men vi har några år när vi är fullt intrimmade, då vi har möjlighet att vara bäst i världen, säger Yngve Cerenius.

Ljusstrålen som produceras i ringen leds ut i ett antal strålrör som har varsin experimentstation. Det är där de externa forskarna arbetar vid sina besök. Sju strålrör håller på att byggas eller är färdiga, ytterligare sju är finansierade och när Max IV är fullt utbyggd om tiotalet år är planen att ha 30 strålrör, alla med skilda egenskaper på röntgenljuset.

Strålröret Veritas har mjukröntgenspridning som huvudteknik. Ljuset passerar en monokromator och sedan en spegelkammare där ljuset skräddarsys.

– Det här är hjärtat. Här väljer vi vilken energi fotonerna ska ha, säger forskaren Conny Såthe, som är en av dem som ska ta emot besökande användare.

De strukturer och processer som kommer att undersökas vid Veritas är mycket små. Conny Såthe målar med stora rörelser när han beskriver vad Veritas kan se: vad som sker i solceller, batterier, alla typer av elektrokemi ned på atomär nivå.

Strålröret ska vara klart under nästa år.

– Vi fick det första ljuset i förra veckan. Jag kommer att sitta till elva i kväll, säger han och ler stort.

På Max IV väljer man ofta att jämföra storleken på byggnaden med Colosseum i Rom, som är en meter mindre i omkrets. Men till skillnad från de romerska gladiatorspelen vill Max IV främja den öppna, fria forskningen och samarbete.

Alla forskargrupper och företag som har för avsikt att publicera sina resultat får gratis tid vid den experimentstation som passar deras behov, om projektet bedöms som viktigt efter en granskningsprocess. De som inte vill publicera resultat får också komma, men får då betala.

Läs mer: Små kristaller ger mycket data

Inne i den rundade byggnaden är det en blandning av avancerad teknisk utrustning och pågående byggarbetsplats. Enorma instrument där precision mäts på nanonivå. Bredvid ligger ett set med insexnycklar.

Vi går förbi fotografier, flera kvadratmeter stora, av bevarade djurskelett. Utmed väggarna hänger bilder som fotografen Nils Bergendal tog när Zoologiska museet i Lund stängdes 2011.

– Det finns de som undrar varför vi har de här bilderna. Men det var den tidens sätt att studera saker, att ha en samling. Vi står för den nya tidens sätt att se saker, säger Tutti Johansson Falk.

Vid strålröret Nano-Max kommer användarna varken att se ljusstrålen eller de prover som undersöks. Men i resultatet träder strukturer fram, i tredimensionella digitala bilder.

– Vi ska titta på allt som är mindre än vad som går att se i vanliga mikroskop. Vi kan se vad något innehåller för grundämnen och kristallstrukturer, utan att förstöra proverna, säger Ulf Johansson, forskare vid Nano-Max.

Strålröret är ett exempel på att Max IV tillhandahåller utrustning som det sedan blir upp till användarna att hitta sätt att dra nytta av.

– Vi är rätt mycket ute på okänd mark här. Det har inte funnits den här möjligheten i Sverige tidigare, och många forskare vet inte vad de vill använda utrustningen till, säger Ulf Johansson.

Hittills har svenska forskare och företag som velat använda synkrotronljusanläggningar ofta fått åka utomlands. Nu har de en unik hemmaplan.

Mikael Eriksson, professor i acceleratorfysik vid Lunds universitet, var maskindirektör på Max-laboratoriet under 40 år och var med och utvecklade det unika Max IV-konceptet. Han menar att det svåraste återstår för Max IV.

– Den stora utmaningen är inte att få acceleratorn att fungera, utan att få ut världens bästa forskning.

Det är en jätteanläggning byggd för att få syn på det allra minsta vi känner till. 6 miljarder kronor, till stor del skattepengar, för något där det är oklart vilka konkreta resultat man kan vänta sig. Men förhoppningarna är stora.

– Det finns många skeenden vi inte förstår riktigt, som fotosyntesen. Om vi exakt förstår hur solljus omvandlas till energi har vi inga energiproblem så länge solen lyser. När vi förstår mer om vad som sker i naturen ändrar vi våra klimatmodeller. Inom många områden vill man framställa nya material och göra läkemedel mer träffsäkra, säger Mikael Eriksson.

Svaren finns i det lilla.

– Vi har en osynlig värld som vi inte kan se i dag, och den världen styr allt.