Max IV-laboratoriet

Max IV-laboratoriet under uppbyggnad i september 2014.

Flygbild av Max IV-laboratoriet i Lund tagen dagen innan invigningen.

Max(I-III)-laboratoriets huvudentré, sommaren 2010

Max IV-laboratoriet (före 2011: Max-lab) är ett svenskt nationellt laboratorium för kärnfysik, acceleratorfysik och forskning med hjälp av synkrotronljus. Det är världens ljusstarkaste synkrotronljusanläggning. Laboratoriet, som ligger på norra universitetsområdet i Lund vid Lunds tekniska högskola, drivs av Vetenskapsrådet med Lunds universitet som värdmyndighet. Laboratoriet har drygt 900 användare från cirka 30 länder årligen, främst inom ämnena fysik, kemi, biologi, medicin och materialvetenskaper. Laboratoriet öppnade 1986 och har sedan dess kraftigt expanderat. Öppnandet av den andra acceleratorringen Max II 1996 utgjorde en viktig punkt i laboratoriets historia.

Den 27 april 2009 beslutade Lunds universitet, Vetenskapsrådet, Region Skåne och Vinnova att de kommer att bekosta bygget av anläggningen Max IV. Bygget av Max IV påbörjades 2010 på Brunnshög i nordöstra Lund. Max IV invigdes den 21 juni 2016 i närvaro av kung Carl XVI Gustav och statsminister Stefan Löfven.

Dagens laboratorium har tre lagringsringar för elektroner (Max I, Max II och Max III), en föraccelerator (Injektorn) samt en testanläggning för seedad frielektronlasring (Test-FEL). I injektorn produceras och accelereras de elektroner som sedan lagras i lagringsringarna. Elektronerna i de tre lagringsringarna producerar synkrotronljus som används vid experiment och mätningar inom många olika vetenskapsfält och teknologier. Max I används också som källa vid experiment i kärnfysik. De existerande lagringsringarna kommer att avvecklas när Max IV står klart 2016.

Max I

Max I är den äldsta lagringsringen på Max-lab. Den byggdes i början på 1980-talet och startades 1986. Den används både för att producera synkrotronljus och som elektronpulssträckare för kärnfysikexperiment. Max I är den minsta ringen på Max-lab och har en omkrets på 32,4 meter. På Max I finns bara ett insättningselement och synkrotronljuset kommer därför i första hand från dipolmagneter.

Max I tillverkades huvudsakligen på plats i Max-labs lokaler i M-huset på Lunds tekniska högskola. Lagringsringen var först tänkt att endast användas för kärnfysikforskning men eftersom synkrotronljusforskningen började bli mer och mer uppmärksammad runt om i forskarvärlden designades Max I om under designfasen för att passa båda användningsområdena.

Efter att ha startats satte Max I fart på synkrotronljusforskningen i Sverige. Som mest fanns det sju experimentstationer vid Max I och forskare från hela världen använde det ultravioletta och infraröda synkrotronljuset för sin forskning. Idag har mycket av denna forskning flyttat över till den nyare ringen Max III som har bättre prestanda.

Max II

Max II är Max-labs största och mest använda lagringsring, den har en omkrets på 90 meter och är nu fullt utbyggd. Max II tillhör tredje generationens synkrotronljuskällor och startades 1996. I likhet med Max-labs övriga lagringsringar användes flera nya innovativa och kostnadseffektiva lösningar vid byggandet av lagringsringen för att hålla kostnaderna nere men prestandan hög. Max II designades initialt för synkrotronljus inom ultraviolett- och mjukröntgenområdet, men med hjälp av supraledande insättningselement är det även möjligt att producera synkrotronljus inom hårdröntgenområdet.

Max III

Max III är Max-labs yngsta lagringsring. Den startades 2007, har i dagsläget två insättningselement och en omkrets på 36 meter. Max III byggdes för att avlasta den fullt utbyggda Max II för synkrotronljusforskning i det ultravioletta området. Dessutom har strålrör från Max I flyttats över till Max III för att utnyttja den högre prestanda som Max III har. Max III byggdes också för att testa en helt ny magnetteknologi som även kommer att användas på Max IV i framtiden.

Max IV

2010 togs första spadtaget till nästa steg i utvecklingen av Max-lab; och ute på tidigare klass 10 åkern i Brunnshög kommer det nya laboratoriet att byggas upp. Det kommer att finnas två lagringsringar vid Max IV-laboratoriet. En mindre ring med en omkrets på 96 meter (1,5 GeV elektronenergi) och en större ring med en omkrets på 528 meter (3 GeV elektronenergi). Injektion av elektroner i lagringsringarna sker med en 300 m lång linjäraccelerator. Linjäracceleratorn kan även producera korta elektronpulser som kan användas för experiment som kräver hög tidsupplösning.

Till skillnad från många av dagens lagringsringar kommer Max IV-ringarna att kunna fyllas på med elektroner kontinuerligt någon gång i minuten och hållas maximalt fyllda dygnet runt. Detta kallas på engelska för top-up mode (resp. top-off mode i USA) och har funnits sedan många år bland annat på Swiss Light Source (SLS), Advanced Light Source (ALS), och ska införas hösten 2012 hos Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft für Synchrotronstrahlung MBH (BESSY II).

Magnetteknologin i Max IV-ringarna blir en vidareutveckling av den teknologi som idag finns i Max-labs yngsta ring, Max III. Den mindre ringen kommer att producera synkrotronljus med egenskaper liknande de som produceras i Max II. Den stora ringen kommer att producera synkrotronljus med högre energi än vad man idag har tillgång till på Max-lab, vilket kommer att möjliggöra nya typer av experiment. Eftersom lagringsringarna blir designade på ett nytt och innovativt sätt kommer de att vara världsledande som synkrotronljuskällor.

Se även

• European Spallation Source

Externa länkar

• Wikimedia Commons har media som rör Max IV-laboratoriet.
  Bilder & media
• Max-labs webbplats
• SLS hemsida
• ALS hemsida
• BESSY II hemsida
• X-ray Spectroscopy measured at Max-lab