Titta

UR Samtiden - Fysik för fysiklärare

UR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Om UR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Hur förklarar man Higgspartikeln på en A4-sida? Eller kosmisk mikrovågsbakgrund? Varför lyser inte solfläckarna när de är så heta? Hur kan man se det som inte syns? Några av landets främsta fysiker gör ett par av vår tids viktigaste rön begripliga och tillgängliga för tanken. Från arrangemanget Lärardag i fysik. Inspelat den 30 oktober 2013. Arrangör: Kungliga Vetenskapsakademien.

Till första programmet

UR Samtiden - Fysik för fysiklärare: Att göra det osynliga synligtDela
  1. Hej! Det är kul att vara här och
    berätta vad vi håller på med i Lund.

  2. Jag är kemist i grunden,
    inte fysiker.

  3. Jag är
    disputerad från Umeå universitet.

  4. Jag gjorde en del av min forskning
    på MAX-lab nere i Lund.

  5. Sen fick jag en postdok
    och blev kvar där.

  6. Och det är just p.g.a. MAX IV,
    den nya anläggningen som vi bygger.

  7. Det här är
    den arkitektdesign som fick...

  8. ...som vann tävlingen om
    hur MAX IV-anläggningen skulle se ut.

  9. Det är ett norskt-danskt designteam.

  10. MAX IV-laboratoriet består
    egentligen av två anläggningar.

  11. Det nuvarande MAX-lab
    och det nya MAX IV-projektet.

  12. Det nuvarande MAX-lab, där har vi
    egentligen tre acceleratorer-

  13. -som är i drift och har varit i drift
    sen i slutet av 80-talet.

  14. Vi har tjugo stycken strålrör.

  15. Jag ska berätta lite mer
    vad det är för nånting.

  16. Det är olika stationer,
    och vi har runt 900 forskare-

  17. -som kommer till oss varje år
    för att göra mätningar.

  18. För det är det vi erbjuder.
    Vi producerar ljus, fotoner-

  19. -som används till
    olika forskningsprojekt.

  20. Så vi har forskare från hela Sverige,
    från svenska universitet och företag-

  21. -från nordiska länder, från hela
    Europa, till och med hela världen.

  22. Det finns runt 70 stycken elektron-
    acceleratorer runtom i världen-

  23. -i den här typen av anläggningar.

  24. Alla fungerar på ungefär samma sätt.

  25. Det är öppet för forskning.

  26. Varje forskningsgrupp som är
    intresserad av att komma och mäta-

  27. -skriver en ansökan, där de beskriver
    sitt forskningsprojekt-

  28. -och sen får de s.k. stråltid.

  29. Om forskningsprojekten bedöms vara
    vetenskapligt viktiga, innovativa-

  30. -kan de få stråltid.
    Och det är kostnadsfritt.

  31. Det är bara företag som
    inte vill publicera sina resultat-

  32. -som måste betala för stråltiden.

  33. Ett dygn hos oss
    kostar runt 50 000 svenska kronor.

  34. Det har inte nån forskningsgrupp
    råd med.

  35. Oftast behövs flera dagar per år
    för att bedriva sin forskning.

  36. Och man vill komma tillbaka varje år
    för att det är så viktigt.

  37. Det är svenska betalare
    som betalar för forskningen i Lund-

  38. -och när svenska forskare
    åker utomlands betalar de länderna.

  39. Och det är så överallt.

  40. Vi har öppet sex dagar per vecka
    dygnet runt.

  41. 41 veckor per år.
    Vi har ledigt när ni har ledigt.

  42. Under sommaren när det är sommarlov
    och när det är jul-

  43. -och över påsken också.
    Det är så det fungerar.

  44. Så vi får lite semester.

  45. Ungefär samma öppettider
    som ni har på skolorna.

  46. Det är inte många i Lund
    som känner till MAX-lab.

  47. Vi har blivit mer kända de senaste
    två, tre åren när MAX IV kom i gång.

  48. Då har intresset för
    hela vår anläggning ökat.

  49. Och det är det här vi bygger.

  50. Bilden i det högra hörnet
    togs för en månad sen ungefär.

  51. Vi är nästan klara med ringen,
    den stora acceleratorn.

  52. Det vi har...
    Den största ringen som vi har i dag-

  53. -är 96 meter i omkrets.

  54. Och styrkan på ringen
    mäter vi i gigaelektronvolt.

  55. Den är på 1,5 gigaelektronvolt.

  56. Den nya anläggningen, MAX IV,
    blir på 3 gigaelektronvolt.

  57. Starkare och bättre.

  58. Omkretsen på den är 528 meter.

  59. Det är ungefär samma storlek som
    Colosseum i Rom, kan ni tänka er.

  60. Så det märks och det syns
    väldigt tydligt.

  61. Det är ett nationellt projekt,
    ett nationellt laboratorium.

  62. Det ägs och styrs av Vetenskapsrådet-

  63. -Lunds universitet, Region Skåne
    och Vinnova.

  64. De har satsat pengar i
    att bygga upp anläggningen.

  65. De experimentella stationerna,
    som vi också ska ha...

  66. ...har finansierats...
    De sju första, som vi bygger-

  67. -har finansierats av
    Knut och Alice Wallenbergs stiftelse-

  68. -och svenska universitet.

  69. Så det är en nationell anläggning.

  70. En annan anläggning,
    som planeras för i Lund, heter ESS.

  71. Det kommer att vara granne med oss.
    Det är en neutronljuskälla.

  72. Vi använder elektroner
    för att producera fotoner.

  73. Medan ESS producerar neutroner.

  74. Men ESS är ett europeiskt projekt,
    så det är den stora skillnaden.

  75. Tekniskt och forskningsmässigt
    kompletterar anläggningarna varandra.

  76. Den ena är svensk
    och den ska jag berätta om i dag.

  77. Utifrån de 70 liknande anläggningarna
    som finns runtom i världen-

  78. -kommer MAX IV att vara världsbäst.

  79. Det säger vi inte för att få
    finansiering, utan det är så.

  80. Man har utvecklat ny teknologi
    för att uppfylla-

  81. -de tekniska specifikationerna.

  82. Ja, jag sa att vi producerar fotoner.

  83. Vi producerar
    nånting som heter synkrotronljus.

  84. Det som är speciellt med det-

  85. -är att det täcker ett väldigt brett
    frekvensområde, energiområde.

  86. Från IR-strålning
    upp till hårdröntgen.

  87. Det är det vi får från vår ljuskälla.

  88. Ni känner till laserljus
    som kan ha specifika frekvenser.

  89. Synligt ljus, lampor.
    Också specifika frekvensområden.

  90. Vi producerar ljus med
    ett extremt brett energiområde.

  91. Från IR-strålning
    till röntgenstrålning.

  92. Det gör att vi kan studera molekyler
    och strukturer på atomnivå.

  93. Det är det vi vill göra.

  94. Om man tittar på grafen till höger-

  95. -kan man se
    utvecklingen av röntgenljuskällor.

  96. Det var på 60-talet som man började
    bygga synkrotronljusanläggningarna-

  97. -elektronacceleratorerna.

  98. Då började man producera ljus
    med väldigt hög så kallad briljans.

  99. D.v.s.
    väldigt hög intensitet på ljuset.

  100. Vi har gått från
    10 upphöjt till 7 fotoner per sekund-

  101. -till 10 upphöjt till
    20 fotoner per sekund.

  102. Ett väldigt stort gap.

  103. Ljuset vi producerar
    är extremt intensivt.

  104. Men det har andra egenskaper också.

  105. Det här är en schematisk bild av
    MAX IV-anläggningen-

  106. -och den stora ringen, 3 GeV-ringen,
    som vi har där-

  107. -och vi har en liten ring till
    vänster om den stora. Ser ni den?

  108. Vi är framgångsrika med den lilla
    ringen som vi har på MAX-lab i dag-

  109. -och vill bevara teknikerna som vi
    har i dag, så vi bygger en liknande.

  110. Vi flyttar inte på den vi har,
    för den är gammal teknologi.

  111. Hade vi inte fått MAX IV och fått
    resurser att bygga en ny anläggning-

  112. -hade vi varit tvungna att uppgradera
    nuvarande anläggning-

  113. -eller stänga ned helt.

  114. För det börjar bli gammal teknologi.

  115. Då har vi bestämt oss att bygga
    en liknande ring på den nya platsen.

  116. Ni kan jämföra storleken. Den lilla
    är 96 meter i omkrets, den stora 528.

  117. Den största skillnaden
    mellan dessa två-

  118. -är energi... 1,5 gigaelektronvolt
    från den lilla ringen-

  119. -och 3 gigaelektronvolt
    från den stora ringen.

  120. Och hur producerar vi synkrotronljus?

  121. Vi har en elektroninjektor som
    skickar elektroner i ett långt rör.

  122. Allt är gjort av högt vakuum.

  123. Elektroner färdas i ultrahögt vakuum.

  124. Det betyder att vakuumet är
    10 upphöjt till minus 9 millibar.

  125. Den raka sträckan är runt 300 meter.

  126. Den blåa ska föreställa en elektron,
    och den ska färdas en rak sträcka-

  127. -och sen in i ringen.
    Den får upp farten-

  128. -nästan till ljusets hastighet.
    99,999 procent av ljusets hastighet.

  129. Det är hastigheten på elektronerna
    som vi skickar in i ringen.

  130. Sen har vi s.k. insättningselement
    som vi stoppar runt i ringen.

  131. De gula prickarna.
    Så att elektroner kan färdas runt.

  132. Och sen tar vi ut synkrotronljuset
    till experimentstationerna.

  133. Hur går det till? Vad krävs det
    för att få synkrotronljus?

  134. Det är en naturlig process.
    Man behöver en laddad partikel-

  135. -som rör sig
    nästan med ljusets hastighet-

  136. -och sen ska man tvinga den
    att ändra sin bana.

  137. När en laddad partikel ändrar sin
    bana utstrålar den synkrotronljus.

  138. Så det är en enkel princip,
    men är lite svårare att få till.

  139. Så vi har magneter.

  140. Vi stoppar in magneter, och då kan
    man få partikeln att ändra sin bana.

  141. En till.

  142. Så där.

  143. Så det vi rent fysiskt stoppar i
    ringen, de s.k. insättningselementen-

  144. -är en mängd dipoler, magneter.

  145. Och jag ska visa här hur det ser ut
    när vi bildar synkrotronljus.

  146. Den blå pricken är elektronen
    som rör sig genom ett magnetfält-

  147. -så den ändrar sin bana...genom att
    man ändrar polerna på magnetfältet.

  148. Det gula som utstrålas är synkrotron-
    ljuset - fotoner som vi producerar.

  149. Vårt jobb med MAX IV är att producera
    världens bästa fotonljuskälla.

  150. Då ska vi se.
    Elektroner går runt i ringen.

  151. Magneter tvingar dem att gå runt.

  152. För vi vill ha en kontinuerlig
    produktion av synkrotronljus.

  153. Sen har vi strålrör,
    det är egentligen raka vakuumrör-

  154. -där vi leder ut ljuset
    producerat av magneterna-

  155. -till experimentstationer
    där forskaren kan göra mätningar.

  156. Det gröna blir då synkrotronljus
    som kommer ut.

  157. Ja.

  158. Det här är då en lista på tekniska
    specifikationer för de två ringarna.

  159. 3 GeV-ringen och 1,5 GeV-ringen.

  160. Vi kommer att göra
    två stycken av den lilla ringen.

  161. En till oss själva och en till Polen.
    De bygger synkrotronljusanläggningen-

  162. -Solaris.

  163. Vi heter MAX IV, då det är
    den fjärde ringen vi bygger.

  164. Vi har redan tre stycken,
    därav namnet.

  165. Det som är speciellt med MAX IV...

  166. ...är 0,24 nanoradianer.

  167. Det är den låga emittansen på ringen.

  168. Vår elektronstråle
    blir den minsta elektronstrålen-

  169. -som produceras på
    nåt synkrotron runtom i världen.

  170. Och det är den stora utmaningen.

  171. Det här är en tabell på-

  172. -de mest framgångsrika synkrotron
    runtom i Europa, USA och världen.

  173. De senaste som byggdes
    de senaste tio åren-

  174. -är inte i närheten av
    emittansen som vi vill uppnå.

  175. Det enda som kommer i närheten
    är det som byggs i USA, NSLS 2-

  176. -som kommer att ha 0,6,
    och vi ligger på 0,3 ungefär.

  177. Det är just därför
    som vi har hela världens ögon på oss-

  178. -p.g.a. den låga emittansen,
    som vi säger att vi ska leverera.

  179. Lilla Sverige
    med en grupp dedikerade forskare-

  180. -har utvecklat ny teknologi för att
    producera en elektronaccelerator-

  181. -med väldigt låg emittans
    på elektronstrålen.

  182. Om vi tittar på en kurva för
    briljansen, intensiteten på strålen-

  183. -ligger vi också i topp,

  184. Vi kommer att producera
    en extremt intensiv stråle.

  185. Upp till 50 000-60 000 elektronvolt.

  186. Vi kommer att kunna mäta på
    de flesta element-

  187. -i periodiska systemet. Alla ämnen vi
    vill mäta på, blir möjligt på MAX IV.

  188. Det var hur ringen fungerar,
    men de flesta av våra forskare-

  189. -om de inte är acceleratorfysiker,
    bryr sig inte om hur den fungerar.

  190. De vill veta vad för ljus de får ut
    från ringen, från ljuskällorna.

  191. Det är anledningen till
    att de kommer till oss också.

  192. Vi har vår ljuskälla, våra magneter-

  193. -och sen leder vi ut ljuset i
    långa vakuumrör.

  194. Men på vägen stoppade vi i optiska
    element, kallar vi det. Optik.

  195. Speglar och monokromatorer.

  196. Ljuskällan, som vi får ut, innehåller
    ett brett spektrum av våglängder.

  197. Men forskare vill oftast
    mäta kanske på en enda våglängd-

  198. -för ett specifikt experiment.

  199. När de byter prov
    vill de byta våglängd.

  200. De kanske vill gå från nanofokuserad
    till flera millimeter stor stråle.

  201. Vi måste kunna tillmötesgå
    våra forskares önskningar.

  202. Så vi stoppar i optik för
    att modifiera strålens egenskaper.

  203. Vi har speglar, som har främst
    till uppgift att fokusera ljuset-

  204. -göra det ännu mindre
    än det som kommer från ljuskällan.

  205. Första spegeln har ofta till uppgift
    att ta bort en del av värmelasten.

  206. En ljuskälla är en ljuskälla,
    den producerar väldigt mycket effekt.

  207. Den starkaste ljuskällan som vi har
    på MAX-lab i dag, producerar 5 000 W.

  208. Den starkaste ljuskällan,
    som vi kommer att ha 2016-

  209. -kommer att producera 18 000 W.
    Det är rätt så stor skillnad.

  210. All optik klarar inte av
    att ta hela värmelasten-

  211. -så vi måste kunna kyla ned optiken
    och ta bort värmelast-

  212. -innan den ens når optiken,
    med filter och olika komponenter.

  213. Det är en utmaning.
    Det är det jag jobbar med i dag.

  214. Jag är ansvarig för att bygga
    ett av strålrören för MAX IV.

  215. Har ni hört talas om monokromatorer,
    vad de används till?

  216. Det är ett element för att välja ut
    våglängd, egentligen.

  217. Vi kan välja
    vilken våglängd vi vill jobba med.

  218. Sen kan en annan spegel
    fokusera i horisontell riktning.

  219. Första spegeln fokuserar vertikalt,
    då kan nästa fokusera horisontellt.

  220. Den minsta strålen, som vi jobbar med
    i dag, ligger runt 100 mikrometer.

  221. På MAX IV, p.g.a. den låga emittansen
    på elektronstrålen i ringen-

  222. -kommer vi att kunna ha
    en väldigt liten fotonstråle också.

  223. Den minsta strålen, som vi kommer
    att ha, är på vårt nanostrålrör.

  224. Den heter nanomax. Den kommer att ha
    bara några nanometer i storlek.

  225. Men mycket mer intensitet
    än vad vi har i dag.

  226. Vad använder vi det här till?

  227. Jätteintensiv ljuskälla och en jätte-
    liten stråle. Vad ska vi ha den till?

  228. Egentligen till allt,
    allt som man kan föreställa sig.

  229. Vi har på grund av nano...
    högupplöst spatial upplösning.

  230. Vi har nanostråle. Då
    kan vi faktiskt mäta på nanomaterial.

  231. Nanomaterial och nanoteknologi är
    den nya hajpade teknikutvecklingen.

  232. Vi är på väg mot utvecklingen av
    fler nanoteknologiska produkter.

  233. Man kan se det på flera sätt. Man kan
    använda den här instrumenteringen-

  234. -för att titta på nanopartiklarna
    för att få bättre material-

  235. -och mer skräddarsydda material.

  236. Men också för att se vilken effekt
    nanopartiklar har på vår omgivning.

  237. På miljön och hälsan.

  238. Det är nånting som inte är utforskat
    än. Det är ett helt nytt område.

  239. Hela forskningen handlar egentligen
    om att förstå hur atomer sitter ihop-

  240. -hur molekyler interagerar.

  241. Det handlar om att man vill förstå
    kemiska processer.

  242. Man kanske blandar kemikalier
    och tror sig veta vad som kan uppstå-

  243. -men måste bevisa det.

  244. Då kommer man till oss. Vi fungerar
    som ett jättestort mikroskop.

  245. Man kan se hur atomer binds till
    varandra och hur de interagerar.

  246. När man har förstått processerna kan
    man också gå tillbaka till sitt labb-

  247. -och fundera ut "vad behöver jag göra
    för att modifiera det här?"

  248. Har man ett miljöproblem och förstår
    hur ämnen binds till varandra-

  249. -föroreningar, till exempel,
    kan man också lista ut-

  250. -vilka tekniker man kan utveckla
    för att få bort föroreningarna.

  251. Eller få dem stabila
    så att de inte förorenar miljön.

  252. Så allt handlar egentligen om
    förståelse för kemiska processer.

  253. Ni skulle säga fysikaliska processer,
    men det är två sidor av samma mynt.

  254. Elektronik på nanoskala.
    Solceller, till exempel.

  255. Solceller i dag...
    De används rätt så mycket-

  256. -men de är fortfarande inte
    speciellt effektiva.

  257. Effekten ur solcellsmaterial är
    kanske tjugo procent, kanske mer.

  258. Så forskare jobbar stenhårt på
    att utveckla nya solceller-

  259. -och nya tekniker för att göra
    solcellerna mer effektiva.

  260. Att utveckla nya material som vi
    inte ens kan föreställa oss i dag.

  261. Tänk hur det var
    för 100 år sen, 500 år sen.

  262. Om vi tar en person från 1800-talet
    och placera honom på MAX-lab i dag...

  263. Hur tror ni
    att personen skulle känna sig?

  264. Då var det science fiction,
    i dag är det verklighet.

  265. Så ska vi se på framtiden. Vi kan
    inte föreställa oss alla möjligheter-

  266. -och alla innovationer som vi
    kommer att ha om 50, 100, 200 år.

  267. Därför behövs såna här anläggningar
    för att kunna titta på atomär nivå-

  268. -och kunna bygga
    nya material och ny teknologi.

  269. Vi kan göra tidsupplösta studier.

  270. I dag på grund av att vår intensitet
    på strålen inte är jättehög...

  271. Kanske
    10 upphöjt till 11 fotoner/sekund.

  272. På MAX IV kommer vi att ha upp till
    10 upphöjt till 18 fotoner/sekund.

  273. I dag kan vi inte köra speciellt
    snabba tidsupplösta studier.

  274. Kanske på några sekunders tidsskala.

  275. Men på MAX IV
    kommer vi att ha ett strålrör-

  276. -som kommer att ligga på den långa
    raksträckan från elektroninjektorn-

  277. -"short pulse facility"-

  278. -som specialiseras att mäta på
    femton sekunders tidsupplöst skala.

  279. Det är riktigt spännande.

  280. Vi har tidsupplösningar för att följa
    kemiska reaktioner medan de sker.

  281. Inte bara titta på hur strukturen
    ser ut på en slutprodukt.

  282. Till exempel en katalysator. Vad
    händer när vi ändrar temperaturen-

  283. -och tillsätter gaser eller vätskor?

  284. Och följa den processen medan
    den sker. Det är rätt så häftigt.

  285. Det gör vi lite av i dag.
    Katalysföretag gör mätningar hos oss.

  286. På en tidsskala
    på sekunder, minuter och timmar-

  287. -och inte på mikromillisekunder-

  288. -som vi
    kommer att kunna göra på MAX IV.

  289. Lagring av energi är också väldigt...

  290. ...ett forskningsområde som vi är
    i ett väldigt stort behov av.

  291. Hur ska vi lagra energi
    för framtiden?

  292. Hur ska vi hushålla med vår energi?
    Vi har ett projekt med Chalmers.

  293. En forskningsgrupp
    tittar på att hitta metoder-

  294. -för att återvinna metaller ur askor.

  295. Askor från förbränning av våra sopor
    eller biomaterial.

  296. Askor från biomaterial används i dag
    för att gödsla skogsmark.

  297. Det kommer till användning. Men askor
    från förbränning av hushållssopor-

  298. -anses i dag vara farligt avfall.
    Det är packat med metaller.

  299. Vi går mot en framtid då vi kanske
    inte alltid kommer att ha tillgång-

  300. -till metaller
    i lika hög utsträckning som i dag.

  301. Det blir dyrt, så vi måste hitta
    metoder att säkra metalltillgången-

  302. -som vi behöver för framtiden.

  303. Speciellt metaller
    som är av ädlare karaktär.

  304. Rodium, platina...
    aktinider, lantanider...

  305. Metaller som används till
    den nya teknologin som vi utvecklar.

  306. Vi måste hitta sätt att återvinna
    det vi behöver för framtiden.

  307. Hög kemisk känslighet,
    vad betyder det?

  308. Vi kommer att kunna mäta på väldigt
    utspädda prover, naturliga prover.

  309. I dag tittar vi mer på modellsystem-

  310. -för att förstå hur atomer hänger
    ihop och vad som händer i proverna.

  311. I framtiden kan vi ha
    ett prov från naturen, som det är-

  312. -med halter av ett ämne
    på "parts per billion", ppb.

  313. Förstår ni det begreppet?
    Ännu lägre halter.

  314. Och kunna mäta på det.
    Det kan vi inte i dag.

  315. Vi har inte tillräckligt stark styrka
    i ljuset. Det har vi om tre år, 2016.

  316. Ja. Strålen som vi har är
    väldigt kollimerad, väldigt smal.

  317. Kollimeringen... Om vi jämför en
    laserstråle med en vanlig ljuslampa.

  318. Laserstrålen är kollimerad
    jämfört med ljuset från en lampa.

  319. För den sprider, medan laserstrålen
    är väldigt smal och parallell.

  320. Det är så med synkrotronljusstrålen.
    Den är också smal och parallell.

  321. På MAX IV blir avståndet mellan prov-
    platserna och ljuskällan 50 meter.

  322. Nanostrålröret, 100 meter.

  323. Om vi ska behålla
    den smala storleken på strålen-

  324. -på provet, på nanometerskalan-

  325. -måste ljuset vara kollimerat.
    Smalt och fint.

  326. Från ljuskällan till provet.

  327. Egenskaperna som synkrotronljus har:
    kollimering och koherens-

  328. -gör att vi kan studera
    väldigt komplexa strukturer.

  329. Komplexa material.

  330. Vi kan använda nya tekniker
    som vi inte har i dag på MAX-lab-

  331. -som imaging och tomografi.

  332. Det här är
    exempel på röntgenabsorptionsteknik.

  333. Det är en teknik
    som är väldigt känslig för miljön-

  334. -eller atomkonfiguration
    runt olika element.

  335. Här har man tittat på kol-

  336. -och hur kol
    sitter bundet till andra atomer.

  337. Det röda spektrumet, som är överst,
    där har man kol-kol-bindningar.

  338. Det har ett specifikt spektrum.

  339. Spektrumet under, är kol bundet till
    syre, kolsyre, så det skiljer sig åt.

  340. Det tredje spektrumet, då är kol
    bundet till en fenolgrupp, en ring.

  341. Ni ser att de olika spektrumen
    är väldigt olika varandra.

  342. Man kan använda absorptionstekniker
    för att identifiera-

  343. -konfigurationen av molekyler
    i ett prov.

  344. Det vill säga hur atomen sitter ihop.

  345. För varje molekylär struktur
    har sitt eget specifika spektrum.

  346. Det är som ett fingeravtryck,
    de flesta är väldigt unika.

  347. Det är så
    med molekylära strukturer också.

  348. Forskarna
    har oftast inte enkla strukturer.

  349. Det är en blandning av
    många olika strukturer.

  350. Lång tid går åt att samla ett sånt
    här spektrum och försöka lista ut-

  351. -hur alla dessa toppar hänger ihop.
    Vad som är vad.

  352. Det är det det går ut på egentligen.

  353. Forskarna kommer till oss och det
    ska helst gå snabbt och smärtfritt.

  354. Därför finns jag och mina kollegor
    där. Vi ser till att forskarna...

  355. De kanske bara får
    en dag av stråltid per år-

  356. -och då ska de nyttja
    varenda minut av den stråltiden.

  357. Sen åker de hem och kan sitta
    i veckor och analysera ett spektrum-

  358. -för att förstå vad den informationen
    betyder egentligen.

  359. Det är det forskning går ut på.

  360. Det här kan man tillämpa just på
    väldigt komplexa system-

  361. -som geokemiska processer,
    miljövetenskap.

  362. Där pratar man om komplexa matriser.

  363. Där har man organiskt material,
    oorganiskt material, metaller-

  364. -bakterier, som går in och blandar
    sig och producerar olika ämnen.

  365. Man vill ju då förstå
    hur sitter olika ämnen ihop.

  366. Det kan vara anledningen att förstå
    hur plantor tar upp näringsämnen.

  367. Eller hur man ska få bort
    föroreningar ur mark och vatten-

  368. -så att det inte sprids. Det är
    ett akut problem på många ställen.

  369. Många geovetare och geokemister
    kommer till MAX-lab med sina prover-

  370. -och vill veta vad har jag här.

  371. Utan att förändra provet på nåt sätt.

  372. Man vill titta på det in situ.

  373. Då finns vi där för att hjälpa dem.

  374. Beroende på forskarens erfarenhet...
    Om de är väldigt erfarna användare-

  375. -levererar vi bara ljuset.

  376. Annars finns vi där för
    att hjälpa dem att analysera data-

  377. -och hjälpa dem
    att lära sig analysera data.

  378. Så vi erbjuder en helhetspaket.

  379. Katalysatorer...

  380. Vi har både akademiska grupper...
    Forskare som mäter på katalysatorer.

  381. ...och företag.

  382. Det handlar om att förstå
    hur de kemiska processerna går till.

  383. Då vill man göra det in situ. Man
    vill mäta reaktionen medan det pågår.

  384. Man kommer med sin reaktorcell, en
    liten ugn, som man kan ha gasflöde-

  385. -eller vätska igenom,
    och så har man oftast katalysatorer.

  386. Då handlar det om ädelmetallerna.
    Platina, rodium, och även cerium.

  387. Då har man börjat höja temperaturen-

  388. -eller bara ändrat
    ett kemiskt förhållande i provet-

  389. -för att se "vad händer med min
    aktiva substans?", ädelmetallen.

  390. Då får man olika spektra vid olika
    temperaturer, som man försöker tolka.

  391. Det som oftast sker
    under en katalytisk reaktion är-

  392. -att ädelmetallen
    förändrar oxidationstalet.

  393. Den lämnar ifrån sig sin elektron
    till en annan atom i omgivningen.

  394. Så den förändrar
    sin kemiska konfiguration.

  395. Ett annat projekt, som jag
    kan tänka mig är väldigt populärt-

  396. -är en arkeologisk synvinkel-

  397. -för att utveckla metoder
    för att bevara våra kulturskatter.

  398. Det är regalskeppet Vasa.
    Ni har säkert hört historien.

  399. Ett helt museum är tillägnat Vasa.

  400. Det är ett väldigt spännande projekt.

  401. Skeppet sjönk på 1600-talet.

  402. Det var ingen lyckad historia.

  403. De byggde den, den byggdes fel
    och den sjönk.

  404. Den kom inte ens ur Stockholms
    skärgård utan sjönk i hamnen-

  405. -och låg där i flera hundra år.
    Den togs upp på 1960-talet.

  406. Men det är det bäst bevarade skeppet
    från den tiden.

  407. Det finns inget annat skepp
    i dess slag.

  408. Anledningen till att det blev så
    bevarat är att vattnet i Stockholm-

  409. -var så förorenat.

  410. Det var syrefritt.

  411. Därför kunde träet bevaras.

  412. Problemet däremot var att det fanns
    väldigt mycket bakterier-

  413. -som producerade svavel.

  414. Bakterier
    som lever i reducerande miljö.

  415. Så svavlet gick in i träet.

  416. Så träet blev impregnerat med svavel.

  417. Man tog upp det på 60-talet utan att
    veta att det var problem med svavel.

  418. Sen började man upptäcka att det
    bildades vita fläckar på träets yta.

  419. Då kom forskningen i gång att försöka
    förstå vad det är som händer.

  420. Man upptäckte väldigt snabbt vad det
    än var som började bryta ned träet-

  421. -så måste processen förhindras.

  422. Det pågick i många år. Flera forsk-
    ningsgrupper har varit inblandade.

  423. Bland annat en grupp från SLU, med
    professor Ingmar Persson i spetsen.

  424. En av hans doktorander, Gunnar
    Almkvist, har disputerat på Vasa.

  425. De metoder de har använt sig av för
    att förstå vad som händer med Vasa-

  426. -och för att lista ut hur man
    ska rengöra den och bevara träet.

  427. Så man tog små bitar av träet-

  428. -in på djupet. Bilden till vänster.

  429. Så kom man till MAX-lab och mätte.

  430. Det vänstra spektrumet,
    där det står "obehandlat prov"-

  431. -där ser man två toppar.

  432. Och det är
    ett riktigt prov från skeppet.

  433. Toppen längst till vänster
    tillhör reducerad svavel.

  434. Den till höger tillhör
    oxiderad svavelform, sulfat.

  435. Då har man använt sig av
    en metod för att tvätta träet-

  436. -och lyckats få bort
    det oxiderade svavlet.

  437. Den delen som har reagerat, den del
    som har skapat problem för träet.

  438. Man har kommit fram till att det är
    järnet som sitter i metallföremål-

  439. -som har katalyserat processen
    att svavlet har oxiderats.

  440. Man har identifierat olika föreningar
    som bildas. De vita beläggningarna-

  441. -är egentligen järnsalter.
    Och så lite kalciumsulfater.

  442. Så man vet vad som bildas.
    Forskning handlar om att förstå.

  443. Vet man vad det är
    kan man ta bort det.

  444. Och det är det man har gjort.
    Det som går att tvätta bort.

  445. Man byter ut metalldelar där det går
    att byta ut det mot nåt mer inert.

  446. Men man kan tillsätta
    en organisk molekyl-

  447. -som binder väldigt starkt till
    just järn.

  448. Och på så sätt kan man laka ur järnet
    ur skeppet och få bort salterna.

  449. Det är väldigt enkel kemi
    som är väldigt effektiv.

  450. Jag vill avsluta med att säga
    att ni är välkomna till MAX-lab.

  451. Ni kan gå in på vår hemsida
    och läsa på om vad det är vi gör-

  452. -och få mer information.
    Ni får gärna kontakta mig.

  453. Vi tar emot studiebesök. Annika
    Nyberg jobbar heltid med studiebesök.

  454. Ni får jättegärna höra av er
    till henne om ni vill komma.

  455. Vi tar väldigt gärna emot studenter.
    Förlåt, elever.

  456. Både högstadienivå och gymnasienivå.
    De är våra framtida forskare.

  457. Vi bygger anläggningen åt dem.

  458. Tack igen, Katarina.

  459. Textning: Helena Lindén
    www.broadcasttext.com

Vill du länka till en del av programmet? Välj starttid där spelaren ska börja och välj sluttid där den ska stanna. 

Länken till ditt klipp hamnar i rutan "Länk till klipp".

Att göra det osynliga synligt

Produktionsår:
Längd:
Tillgängligt till:

Vid Max IV-laboratoriet i Lund byggs en synkrotronljuskälla som blir en av världens ljusstarkaste. Katarina Norén, forskare vid laboratoriet, förklarar hur det kan förändra framtidens forskning. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Ämnen:
Fysik > Astronomi, Fysik > Strålning
Ämnesord:
Kärnfysik, Naturvetenskap, Partikelfysik, Synkrotronstrålning
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning

Alla program i UR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Inledning

Per Olof Hulth, professor emeritus i astropartikelfysik och ledamot av Kungliga Vetenskapsakademien (KVA), inleder fysikdagen för grundskole- och gymnasielärare och berättar samtidigt om KVA:s arbete mot lärare. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: KVA.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Higgspartikeln - 2013 års Nobelpris i fysik

Fysikprofessorn Olga Botner berättar om hur 2013 års Nobelpristagare François Englert och Peter Higgs var och en på sitt håll jagade Higgspartikeln. I grunden är det en fråga om vad massa består av. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Planck och den kosmiska mikrovågsbakgrunden

Astrofysikern Rahman Amanullah från Stockholms universitet förklarar med relativ lättillgänglighet strålningen bakom Big bang, hur den funkar, och varför. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Laser inom miljö, ekologi och medicin

Sune Svanberg, professor emeritus i atomfysik vid Lunds universitet och verksam i Kina, forskar på biofotoniska spektran. Han arbetar brett med både medicin, ekologi och miljö. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Varför lyser solen men inte fläckarna?

Vid en snabb blick på solens yta syns en platt, blank yta och några få fläckar. Men en närmare granskning visar ett grynigt, tredimensionellt mönster i olika strukturer. Göran Scharmer, professor i astronomi, berättar varför solens yta varierar starkt med temperaturen. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Att göra det osynliga synligt

Vid Max IV-laboratoriet i Lund byggs en synkrotronljuskälla som blir en av världens ljusstarkaste. Katarina Norén, forskare vid laboratoriet, förklarar hur det kan förändra framtidens forskning. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fysik för fysiklärare

Solneutriner, Icecubes genombrott och andra nya rön

Neutriner kan inte vara masslösa, för då skulle de inte kunna oscillera. Per Olof Hulth, professor emeritus i astropartikelfysik, berättar om några av fysikens senaste rön. Från Lärardag i fysik 2013. Inspelat den 30 oktober. Arrangör: Kungl. Vetenskapsakademien.

Produktionsår:
2013
Utbildningsnivå:
Lärarfortbildning
Beskrivning
Visa fler

Mer lärarfortbildning & fysik

Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Jordens klimat

Människans påverkan på klimatet

Istäcket över den arktiska polarkalotten som uppmättes sommaren 2012 var det minsta sedan mätningarna startade 1979. Varför ser det ut så här, frågar sig Caroline Leck, professor vid meteorologiska institutionen vid Stockholms universitet.

Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
LyssnaLärarrummet

Sofie Johansson

Matematikutvecklaren Sofie Johansson vill att hennes elever ska kunna resonera kring felaktiga svar, snarare än bara ändra utifrån facit. "Jag jobbar mycket med att eleverna ska förstå. Att de ska kunna tolka sina resultat."

Fråga oss