Vinden vände för europeiskt fysikprojekt

Idag ett stycke fet åkermark utanför Lund, om sex år en vetenskaplig
anläggning i mångmiljardklassen – ett gigantiskt mikroskop om man så vill. Efter åratal av förberedelser och perioder nära haveri tar nu ESS, European Spallation Source, form på ritbordet. Linköpingsprofessorn Karl-Fredrik Berggren lotsade projektet förbi de svåraste blindskären.

Karl-Fredrik Berggren växte upp i Uppsala och blev familjens första student. Men vägen till vita mössan var krokig. När han skulle ta steget från folkskolan till läroverket föll det på att han inte kunde elvans multiplikationstabell.

– Vi hade ju bara hunnit till tian . . .

Ändå lyckades han ta sig till universitetet och en doktorsgrad i teoretisk fysik. Forskningen har kretsat kring elektronstrukturer och växelverkan i nanosystem, bland annat under flera vistelser vid Cambridge.

I vardagslunken på Linköpings universitet har han i fyra decennier undervisat studenter och handlett doktorander i en strid ström. I sin friare roll som professor emeritus fördjupar han sig i kvantkaos, partiklarnas nyckfulla rörelser i kvantvärlden vilka kan visualiseras i vackra bilder.

Ur den synvinkeln var engagemanget för ESS ett stickspår.

Karl-Fredrik Berggren kom in i bilden på nyåret 2003 som talesman för ESS-S, det skandinaviska initiativet i tävlingen om att få värdskapet för denna anläggning för atomära studier. Bakom sig hade han en lyckad satsning på Myfab, en nationell infrastruktur för mikro- och nanofabrikation som idag utnyttjas av hundratals framstående nanoforskare.

Året innan hade ESS Council utarbetat en rapport om hur neutronkällan skulle utformas, med tekniska lösningar, ekonomiska kalkyler och säkerhetsbedömningar. Nu var det öppet för hugade länder att lägga anbud. Bland intressenterna fanns två initiativ från Tyskland, två från Storbritannien och så det skandinaviska, placerat i Lund.

– Det ansågs givet att Tyskland skulle ta hem spelet. Den lilla musen uppe i norr kunde man inte ta på allvar, säger Karl-Fredrik Berggren.

Men redan året därpå backade tyskar och engelsmän ur. Nu var det dags för musen att visa musklerna. Tre eldsjälar, Karl-Fredrik Berggren som gästprofessor och projektchef, neutronforskaren Patrik Carlsson och samordnaren Carina Johansson, samlades i Lund och satte igång arbetet med en fullskalig ansökan.

– Vi fick jobba med en väldigt snål projekteringsbudget. Både finansieringen och tron på projektet sviktade. Ingen skandinavisk regering hade ännu nappat, och samtidigt hade Ungern och Spanien gjort entré som stridbara kandidater.

Det gällde att föra frågan till regeringskansliet, men ingen av de dåvarande forskningsministrarna visade intresse, än mindre statsminister Göran Persson. Samtidigt mobiliserades såväl miljöorganisationer som lantbrukarnas företrädare i protest mot projektet som man ansåg skulle medföra strålningsrisker och förstörelse av värdefulla odlingsmarker.

– Det var ett skört projekt och vi var på väg mot konkurs. Vi var färdiga att packa ihop när Knut och Alice Wallenbergs stiftelse gick in med en ettårig finansiering. Utan den hade det varit finito.

En annan knuff som fick pendeln att svänga var en rankning av europeiska infrastruktursatsningar, där ESS ansågs högprioriterat. Plötsligt hade projektet fått kredibilitet i forskarvärlden. I samma veva, 2006, fick Sverige en ny forskningsminister i Lars Leijonborg med en annan agenda än sina företrädare. Karl-Fredrik Berggren fick audiens, Leijonborg fick finansministern att öppna plånboken . . . och så var det största hindret passerat.

– Ett ESS-sekretariat bildades 2007 i Lund, pengarna började rulla in och jag hade gjort mitt. Men än idag, sju år senare, återstår frågor om finansieringen. De nordiska länderna har garanterat 50 procent, bindande avtal med övriga 17 länder saknas ännu men ska träffas under 2013. Det kan bli en besvärlig process med tanke på dagens ekonomiska läge i Europa, säger Karl-Fredrik Berggren.

Neutroner avslöjar innersta strukturen

Spallation betyder ursprungligen ”sönderdelning”, från början använt i gruvindustrin, slå sönder malm till mindre bitar. I en neutronkälla bombarderas en bit kvicksilver eller wolfram som i ESS med protoner av hög energi. Då frigörs neutroner, som dirigeras till experimentstationer där de tränger in i objektens minsta skrymslen. De motsvarar de högenergetiska fotoner som används i en röntgenapparat eller elektronstrålarna i ett elektronmikroskop.

När neutronerna passerat igenom objektet – utan att påverka det – fångas de upp av detektorer som mäter förändringar i hastighet och riktning. Dessa data ger detaljerad information om den innersta strukturen i provet.

Den stora utmaningen är att också ta steget in i bioteknologi. Där har neutronerna en särställning eftersom de till skillnad från röntgenstrålar ”ser” väteatomerna, till exempel hur de fungerar i DNA. Det hjälper forskarna att förstå biologiska system på cellnivå.

I detektorerna har man tidigare använt helium-3, ett alltmer sällsynt och dyrbart ämne. Nu har dock forskare vid Linköpings universitet lyckats baka in en annan lämplig isotop, bor-10, i tunna beläggningar.

Text: Åke Hjelm  2013-05-15

Översta bilden: Schematisk överblick över det tänkta ESS-laboratoriet. Foto: Henning Larsen Architects.

Övriga bilder: Karl-Fredrik Berggren. Foto: Göran Billeson.

Taggar Visa/dölj innehåll