- För svensk och internationell forskning är detta en verkligt stor händelse och ett gott exempel på att ett litet land som Sverige kan driva tongivande projekt som ger internationellt avtryck. Blickar vi framåt kommer MAX IV tillsammans med ESS utgöra en unik forskningsmiljö av absolut toppklass som kommer att gynna svensk forskning och innovation, säger Helene Hellmark Knutsson, minister för högre utbildning och forskning.
- MAX IV är resultatet av decennier av forskning och innovativa idéer och det är otroligt roligt att vi nu har kommit så långt att vi kan inviga anläggningen. Vi har fått ett stort förtroende från finansiärerna att förvalta och det finns stora förhoppningar både från forskarsamhället och näringslivet på att vi ska leverera resultat som världen tidigare inte har sett. Vi har en spännande tid framför oss med att etablera en verksamhet dit näringslivet och forskarna söker sig för att i samverkan göra nya, banbrytande upptäckter, säger Christoph Quitmann, direktör för MAX IV-laboratoriet.
Den speciella teknik som krävs för att generera det intensiva ljuset har designats på ett helt nytt sätt vilket gör MAX IV till den världsledande anläggningen inom synkrotronljuskällor. Flera andra anläggningar runt om i världen kopierar nu den teknik som ligger bakom MAX IV.
MAX IV-bygget startade 2010 och själva byggnaden stod färdig 2015. Sedan dess har tekniken för att få fram ljus i acceleratorn och för att leda ut det i strålrören testats. I maj i år konstaterade forskarna att den nya tekniken fungerar och det första ljuset nådde ut i de första strålrören.
Fakta om MAX IV:
Vid MAX IV kan man undersöka molekylära strukturer och ytor mer detaljrikt än vad man tidigare har kunnat göra. Forskare inom t.ex. biologi, fysik, kemi, miljö, geologi, teknik och medicin har användning av tekniken. Tekniken ger möjlighet till nya upptäckter och produkter inom exempelvis material, medicin och miljö. Den största delen av den forskning som sker vid anläggningen är dock grundforskning där man söker svar på frågan varför atomer formar molekyler och kristaller över huvud taget.
MAX IV-anläggningen bygger på ny teknik och vetenskapliga teorier som har utvecklats vid lundabaserade MAX-lab under flera decennier (tidigt 80-tal). MAX-lab hyste acceleratorerna MAX I, II och -III.
På MAX IV finns tre acceleratorer, en linjäraccelerator och två lagringsringar. Den stora ringen har en omkrets på 528 meter, i storlek med Colosseum i Rom.
I linjäracceleratorn sätter man fart på elektroner så de närmar sig ljusets hastighet. De förs sedan in i lagringsringen där man böjer deras bana med hjälp av magneter. Vid avböjningen avger elektronerna synkrotronljus som är ett oerhört intensivt ljus i våglängder från ultraviolett till hårdröntgen. Ljuset leds ut till forskningsstationerna genom särskilda strålrör och det är här som experimenten sker.
MAX IV-anläggningen räknar med att 2000 tillresta forskare från hela världen kommer att göra sina experiment på anläggningen. Runt 250 personer kommer att arbeta på anläggningen när den är fullt utbyggd.
MAX IV har flera finansiärer som bidrar till olika delar: Vetenskapsrådet, Lunds universitet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, Region Skåne, 11 svenska universitet, Finlands Akademi tillsammans med Estland samt ett konsortium som består av danska universitet och regioner.
Kostnaden för MAX IV blir cirka sex miljarder SEK fullt utbyggd och då står själva byggkostnaden för knappt två miljarder kronor. Totalt innehåller anläggningen ett 20-tal byggnadskroppar och är cirka 50 000 kvm stor. Anläggningen har byggts med ett stort miljöfokus och har fått flera priser och utmärkelser för sitt nytänk, t.ex. pris för bästa framtidsprojekt på fastighetsmässan MIPIM i Cannes 2014 och Bästa Miljöbyggnad på Betonggalan i Malmö 2015.
I nuläget är elva strålrör under konstruktion eller driftsättning av de 14 som är finansierade och totalt kan anläggningen rymma 26-28 strålrör på de två lagringsringarna samt i förlängningen av linjäracceleratorn.
Experiment på en synkrotronljusanläggning:
Vid experimenten används olika tekniker: avbildning, spektroskopi och spridning. Ofta kombineras teknikerna och tillsammans erbjuder de forskare möjlighet att studera och utveckla nya läkemedel, effektiva batterier och solceller samt legeringar, papper, tyg och plaster med nya funktioner. Man kan också mäta föroreningar i vatten och jord för att hitta sätt att rena dessa, man kan undersöka historiska och arkeologiska föremål utan att fördärva dem och man kan undersöka både friska och sjuka celler och vävnad för att utveckla nya behandlingar.
Majoriteten av de experiment som utförs är dock grundforskning som syftar till att ge oss kunskap om hur de minsta beståndsdelarna i materia fungerar. Sådan kunskap är nödvändig för att kunna bedriva mera tillämpad forskning som i exemplen ovan.
Avbildning: Ger kunskap om hur materian ser ut utanpå, såsom ett fotografi, eller inuti som en vanlig röntgenbild. Metoden ger en bild eller film i två eller flera dimensioner. De tekniker som används är t.ex. mikroskopi och tomografi.
Med nanometerupplösning kan man se på en elektronisk komponent som är byggd med nanoteknologi. Med tekniken kan man se hur nanostrukturerna inåt i komponenten påverkas när den används och därmed förstå hur man kan bygga bättre och mera effektiva komponenter, t.ex. mer driftsäkra katalysatorer.
Vid MAX IV finns idag följande finansierade strålrör som kan användas för avbildning: NanoMAX, MAXPEEM, CoSAXS, SoftiMAX, DanMAX
Spektroskopi: Ger kunskap om kemi och var beståndsdelar i materian sitter i förhållande till varandra. Spektroskopi är metoder som går ut på att mäta den respons som uppstår i materialet när man belyser det med olika slags ljus. De tekniker som används är t.ex. fotoelektronspektroskopi och fluorescens. Med hjälp av dessa får man reda på den kemiska sammansättningen av provet som man undersöker, dvs. vilka ämnen som provet är uppbyggt av.
Med spektroskopi kan man bland annat mäta vilka spårämnen som finns i växtprover för att förstå hur exempelvis metaller tas upp av växter och därmed vilken miljöpåverkan detta kan få.
Man kan också se hur atomer och molekyler växelverkar på en katalytisk aktiv yta för att kunna ta fram mer effektiva katalysatorer för avgasrening.
Finansierade strålrör som kan användas för spektroskopi: FemtoMAX, Balder, HIPPIE, ARPES, FinEstBeaMS, SPECIES, FlexPES, MAXPEEM, CoSAXS
Spridning: ger kunskap om atomär eller molekylär struktur. Spridning är ett begrepp som täcker in de olika fenomen som uppträder när ljus möter ett material. Ljuset kan reflekteras eller ändra riktning när det passerar genom materialet. Dessa förändringar kan mätas. Exempel på tekniker för spridning är röntgenkristallografi och pulverdiffraktion.
Det man får reda på med dessa tekniker är hur atomerna eller molekylerna sitter i förhållande till varandra vilket har betydelse för vilka egenskaper materian eller materialet har, t.ex. kan de vara mekaniska, magnetiska eller elektroniska.
Med hjälp av spridning kan man bland annat se på batterimaterial för att se hur atomerna flyttar på sig när batteriet laddas upp och på så vis förstå hur bättre, lättare och billigare batterier kan designas. Man kan också se på hur strukturen av ett material ändras när det utsätts för mekanisk påverkan. Det ger kunskap för att kunna ta fram nya, starka material med högre brottstyrka.
Finansierade strålrör som kan användas för spridning: FemtoMAX, NanoMAX, BioMAX, VERITAS, SPECIES, CoSAXS, DanMAX