Europa blir centrum för materialforskning med ESS

ESS kommer att härbärgera tvärvetenskaplig forskning om många olika sorters material – från det största till det minsta. Det kan handla om allt ifrån hur materialen i en flygplansvinge fungerar vid hög temperatur, till hur en cell påverkas av ett läkemedel.

– På samma sätt som Cern har gjort Europa till centrum för partikelfysiken, har ESS potentialen att göra Europa till centrum för materialforskning, säger John Womersley.

Han är nytillträdd generaldirektör för ESS, European Spallation Source, och har precis skaffat sig en lägenhet i Köpenhamn på lagom pendelavstånd. Fram tills nu har han varit chef för STFC, Science and Technology Facilities Council, en av Storbritanniens största vetenskapliga institutioner. Han är också forskare i experimentell fysik, men nu finns ingen tid för egen forskning.

– Vi konfronteras med nya utmaningar varje dag. I Sverige finns inte så stor erfarenhet av att driva en stor internationell forskningsanläggning så vi lär samtidigt som vi utvecklar.

Gigantiskt mikroskop som använder neutroner

ESS är Sveriges största forskningssatsning någonsin, det finns inte heller något liknande i Europa. Värdskapet delas med Danmark och de båda länderna står för nästan hälften av investeringskostnaden om cirka 17 miljarder kronor. Ytterligare minst 13 europeiska länder kommer att dela på resterande investeringskostnader samt drift och engagemang.

Förenklat kan ESS beskrivas som ett gigantiskt mikroskop som använder en stråle av neutroner. Genom att studera hur neutronerna studsar och sprids när de träffar olika material kan forskarna få förståelse för hur materialet fungerar.

I Lund finns också Max IV-laboratoriet där man studerar material med hjälp av synkrotronljus. Max IV är också en ny och stor satsning på infrastruktur; laboratoriet invigdes i juni 2016. Tanken är att ESS och Max IV ska komplettera varandra och att tusentals forskare från hela världen varje år ska kunna vistas här för att genomföra experiment.

Ett helt nytt campusområde, Science Village Scandinavia, håller på att växa fram. Utvecklingen förväntas också skapa ett behov av restauranger, transporter, bostäder, innovatörer och serviceföretag.

Unik möjlighet för svenska forskare

Forskargrupperna kommer att stanna ungefär en vecka för sina experiment, men John Womersley skulle gärna se att de blir kvar längre än så. Att de gör sina analyser här, publicerar och sedan skickar in en ny ansökan byggd på resultaten.

– Då skapas ett ekosystem där studenter, postdoktorer och forskare från olika universitet möts. Fysiker möter kemister och biologer och de lär sig att arbeta tillsammans. En fruktbar grund där frön kan gro.

Han anser att ESS är en unik möjlighet för just svenska forskare. De behöver inte resa långt och inte heller arbeta i en främmande miljö. Det gäller att lärosätena tar vara på den chansen. Även studenter måste ges möjlighet att komma hit.

– Den generation av studenter som lärosätena nu rekryterar är de första forskare som kommer att använda ESS. De är unga och entusiastiska och kommer att genomföra den mest intressanta forskningen.

Inom ESS finns en principöverenskommelse om att data ska göras tillgängliga för alla, efter det att forskargruppen under en period haft unik rätt att använda dem. John Womersley vill utmana forskarsamhället att tänka ut nya sätt att använda dessa data på.

– Man kommer att kunna göra experiment utan att ens resa till ESS, genom att återanvända data som redan är insamlade. Det ger möjligheter för smarta analytiker att kombinera olika experiment som ingen har tänkt på.

Engagerad i ESS sedan 2000

Aleksandar Matic som är professor vid institutionen för fysik på Chalmers i Göteborg har varit engagerad i ESS ända sedan år 2000. Då var han med om att skriva det allra första förslaget om att lokalisera ESS till Sverige.

Tankarna på en modern europeisk neutronspridningsanläggning har diskuterats sedan 1980-talet. I november 1998 lade OECD fram en rapport om att behovet var ”brådskande”. Men det gick trögt.

– Det gjordes förstudier men det var svårt att komma loss. Ingen ville ta det politiska beslutet om en sådan investering, säger Aleksandar Matic.

Men de nordiska länderna började så småningom samplanera och 2005 fick den tidigare finansministern, tillika styrelseordföranden vid Lunds universitet, Allan Larsson i uppdrag att utreda ett svenskt åtagande. Flera andra länder konkurrerade men 2009 tog de europeiska forskningsministrarna beslutet att förlägga ESS till Lund.

– Det svenska förslaget var ett attraktivt koncept med bra regional support i form av forskning och industrimiljö, goda kommunikationer, nära till flygplats och en bra plats att bygga på.

Aleksandar Matic tror att det finns ett starkt intresse från svenska forskare att söka sig till ESS.

– Det väsentliga är att utgå från de bra strukturer som finns i det svenska forskarsamhället med starka universitet, kompetenscentra och strategiska forskningsmiljöer, så att svenska forskare kan konkurrera om plats på ESS.

Speciellt bra för mjuka material

ESS kommer att vara världens bästa neutronspridningsanläggning när den börjar ta emot forskare 2023. Dröjsmålet har faktiskt gjort att anläggningen blir bättre nu än om den byggts för tio–femton år sedan. Acceleratorn är kraftigare och det gör att det genereras fler neutroner. Man har lärt av andras erfarenheter och datakapaciteten är mycket högre.

Aleksandar Matic menar att ESS kommer att få stor betydelse för forskning relaterad till klassisk svensk industri, som fordons-, metall- läkemedels- och skogsindustri.

– ESS kommer att vara speciellt bra för det man kallar mjuka material som polymerer och biomaterial. Där förväntar jag mig genombrott.

Det handlar exempelvis om forskning relaterad till biologiska system, men också forskning om batterier och bränsleceller. Det innebär praktisk tillämpning inom bland annat miljövetenskap, medicin, klimat, kommunikation och transporter. Aleksandar Matic hoppas själv få forska här när anläggningen står klar. Han poängterar att det inte räcker att ESS kommer att ha bäst kapacitet i världen.

– Det är inte anläggningen som forskar utan det är vi på universitet, företag och institut som gör experimenten. Vi måste vara tillräckligt bra för att det här ska bli bäst.

Läs också i Curie: Nya rön om Alzheimers tack vare skånskt synkrotronljus