Nye maskinchefen vill ge forskarna de vassaste verktygen

Nye maskinchefen vill ge forskarna de vassaste verktygen

Han kallar MAX IV-laboratoriet för det mest spännande fysikprojektet i världen och nobbade flotta jobberbjudanden i USA och Europa för att komma till Lund och leda arbetet med synkrotronljusanläggningens lagringsringar. Men det var på håret att MAX IV fått klara sig utan Pedro Fernandes Tavares – en av acceleratorfysikens världsstjärnor.

Pedro Fernandes Tavares var tidigt intresserad av teknik och naturvetenskap och han var bara 16 eller 17 år när han såg sin första accelerator i en av skolans kemiböcker. Eftersom han då trodde att allt som hade med atomer att göra var kemi, så började han läsa till kemiingenjör vid sitt hemuniversitet i brasilianska Belo Horizonte.

– Kemi var intressant, men jag insåg ganska snart att om man ville gå till grunden och hitta det fundamentala i hur naturen runt omkring oss fungerar och hur vi påverkas av dess allra minsta beståndsdelar, så var det fysiken som gällde. Jag ville förstå sammanhangen på atomnivå och bytte därför inriktning, från kemi till atomfysik.

Vid 24 års ålder var Pedro Fernandes Tavares klar med sin masterexamen på universitet i Campinas, tio mil norr om storstaden São Paulo och ganska trött både på det teoretiska arbetet och på arbetssättet i den akademiska världen. Att gå vidare och disputera lockade honom inte alls, trots flera fina erbjudanden både i Brasilien och utomlands. Han började se sig om efter nya utmaningar och det visade sig då att det fanns långt framskridna planer på att bygga en brasiliansk synkrotronljusanläggning, Laboratório Nacional de Luz Sincrotron (LNLS) i Campinas.

– Jag sökte jobb som acceleratorfysiker och blev kallad till intervju. När jag frågade direktören hur jag kunde veta att de hade pengar till sitt projekt – och till min lön – så skrattade han bara och sa att ”det vet vi inte och det finns många risker i det här projektet”. Jag kände direkt att det var här jag ville vara. Kontrasten mot universitetsvärlden kunde knappast vara större. Här handlade det om att bygga något från noll – det var otroligt spännande.

Som en del i sitt arbete på LNLS kom Pedro Fernandes Tavares att tillbringa två år med ett forskningsprojekt vid den sameuropeiska acceleratorn CERN i Schweiz. Hans forskning handlade om att hitta lösningar på problemet att elektronstrålen försämras då den kommer i kontakt med kvarvarande molekyler på sin färd genom vakuumröret. Forskningen var i högsta grad tillämpad – detta var kunskap som krävdes för att ge den brasilianska anläggningen prestanda i toppklass.

– CERN är en av världens bästa forskningsmiljöer och helt rätt plats att vara på för den som behöver lösa avancerade och komplexa fysikproblem. Där finns världsledande experter inom alla möjliga olika områden och en kultur där man gärna delar med sig av sina kunskaper. Min forskning på CERN ledde fram till en doktorsavhandling 1994, men framför allt till kunskap och ny teknologi som kunde implementeras vid LNLS, bland annat i form av utrustning för att minska försämringen av elektronstrålen.

När man talar om gemensamma nämnare för världens stora forskningsanläggningar så brukar osäkerhet om finansieringen komma upp som en av de mest självklara. I det avseendet var LNLS alltså inget undantag. Men man mötte också motstånd inom ett annat område. Gruppen bakom den brasilianska synkrotronljusanläggningen var nämligen helt inriktad på att bygga ett öppet laboratorium, som skulle kunna användas av såväl universitet som företag och fristående forskningsinstitut. Förutom att projektet skulle bli alldeles för dyrt och komplicerat handlade motståndet som mötte Pedro Fernandes Tavares och hans kollegor om att inga externa användare skulle vilja använda sig av anläggningen. Kritikerna visade sig ha fel. Man fick ihop de 70 miljoner dollar som behövdes och när maskinen levererade sitt första ljus år 1997 stod användarna redan i kö. Då Pedro lämnade Brasilien år 2009, hade den 100 meter långa synkrotronljusringen 14 strålrör som lockade över 1300 användare om året, däribland en hel del skandinaviska forskare. År 2002 blev Pedro Fernandes Tavares maskinchef, det vill säga ansvarig för den tekniska driften och utvecklingen av LNLS. Sju år senare bestämde han sig för att ta ett sabbatsår – en term som i den vetenskapliga världen innebär att man får möjlighet att ta ledigt från sitt ordinarie jobb för att ägna sig åt forskning någon annanstans.

Flyttlasset gick till Karlsruhe, där arbetet med den nya synkrotronljusanläggningen ANKA var i full gång. Tanken var att stanna i ett år, men ödet ville annorlunda. Pedro Fernandes Tavares hade sedan tidigare kommit i kontakt med MAX-lab i Lund genom maskinchefen Mikael Eriksson, som satt med i LNLS:s internationella ”Machine Advisory Committee” (MAC) och visste att det hände spännande saker i Lund. Han var speciellt intresserad av lundaforskarnas idéer om hur man skulle kunna bygga en helt ny generation av synkrotronljusringar med högre kapacitet till en mycket lägre kostnad.

Building MAX IV av MAX IV Laboratory på Vimeo.

– Kring millennieskiftet var det många som trodde att utvecklingen av lagringsringbaserade synkrotronljuskällor nått vägs ände, förklarar Pedro Fernandes Tavares. Dittills hade det enda sättet att öka briljansen i ljusstrålen varit att bygga allt större anläggningar och det ansågs allmänt vara omöjligt att rättfärdiga de ekonomiska satsningar som skulle krävas – det talades om ringar med en omkrets på flera kilometer. Då kom Mikael Eriksson och hans kollegor med en idé om hur man skulle kunna böja strålen utan att försämra den, bland annat genom en sinnrik uppsättning av mycket starka magneter. På det sättet skulle man kunna krympa ringens omkrets avsevärt, vilket skulle innebära betydligt lägre kostnader. Från början var det väl ingen som riktigt trodde på lundaforskarnas idéer, men när vi insåg att de faktiskt tänkte bygga MAX IV-laboratoriet med denna helt nya teknik förstod vi att det var på allvar. Idag är tekniken på gång att användas i flera anläggningar på olika platser i världen.

Någon gång under senhösten 2009 gick Pedro, mest av en slump, in på MAX IV:s hemsida och hittade då en jobbannons där man sökte en projektledare för lagringsringarna. Det visade sig att det var sista ansökningsdagen och han slängde snabbt ihop ett mejl där han förklarade att han var intresserad av tjänsten. Två månader senare hade han hunnit glömma bort sitt mejl, men då kom ett svar från MAX IV-laboratoriets maskinchef Mikael Eriksson som ville träffa Pedro för en intervju. En kall och blåsig februaridag några månader senare satte Pedro för första gången sin fot i den lundensiska snömodden. Mötet med den skånska vintern blev en smärre chock.

– Utanför järnvägsstationen blåste det så mycket att jag knappt kunde gå upprätt och när jag frågade Mikael om det alltid var så här kallt och blåsigt i Lund, så svarade han att det brukar vara värre. Men intervjun gick bra. Jag fick omedelbart en bra känsla för teamet och bara två dagar senare hörde Mikael av sig och erbjöd mig jobbet. Efter en grundlig diskussion med min fru om de olika möjligheter som stod till buds för oss båda fattade vi ett gemensamt beslut och i augusti 2010 flyttade vi till Lund.

Flytten visade sig sammanfalla i tiden med det första styrelsemötet för den ”Machine Advisory Committee” som bildats för utvecklingen av den nya synkrotronljusanläggningen och det var först i samband med detta möte som det blev helt klart med pengarna till projektet. MAX IV-laboratoriet hade fått grönt ljus.

Som projektledare för de två lagringsringarna på MAX IV-laboratoriet har Pedro Fernandes Tavares brottats med ytterligheter som ibland tangerar gränserna för vad naturlagarna tillåter. I ringarna ska elektronstrålar med energinivåer på 3 respektive 1,8 gigaelektronvolt snurra med en nästan ofattbar precision. Anläggningens kompakta format, i kombination med att den ska leverera världens hittills mest briljanta fotonstråle och samtidigt byggas med mycket stränga miljökrav, har ställt krav på en lång rad tekniska lösningar, varav många aldrig tidigare provats.

Magnet
En del av en så kallad Multi-Bend Achromat, det nya koncept för att styra elektronerna i lagringsringen som är unikt för MAX IV. Foto: Charlotte Carlberg Bärg.

Och för att komplicera saken ytterligare, så utvecklas och byggs komponenterna på många olika platser i världen: Magneter i Uppsala, Vislanda och Köpenhamn, vakuumkammare i Spanien och Tyskland. Experter inom olika områden har hämtats från universitet, företag och institut i Spanien, Frankrike, Ryssland, Schweiz och många fler länder. Totalt har omkring över 100 människor arbetat med det som Pedro Fernandes Tavares beskriver som ett gigantiskt integrationsprojekt.

– Självklart har det varit en massa data att analysera, många tekniska problem att lösa och en närmast oändlig mängd tester för att få de olika komponenterna att fungera tillsammans. Men min viktigaste roll har varit att få alla dessa människor att arbeta tillsammans på ett konstruktivt sätt. Jag har tillbringat en stor del av de senaste fyra åren på resande fot.

Det är ingen särskilt vågad gissning att Pedro Fernandes Tavares i det arbetet haft god nytta av sina språkkunskaper. Förutom en flytande svenska som skulle göra många infödda avundsjuka, talar han ytterligare sex språk. Ett par av dem, enligt honom själv, på en relativt basal nivå. I februari stod det klart att Pedro Fernandes Tavares efterträder Mikael Eriksson som MAX IV-laboratoriets maskinchef och att han därmed, trots lockande erbjudanden från andra håll, stannar i Sverige och Lund.

– Det finns flera olika skäl till att jag stannar. Ett är naturligtvis att det ger mig möjlighet att ta det här jätteprojektet i mål. Att vi kunnat bygga det med helt ny teknik som övervunnit tidigare hinder och kommer att göra det världsledande under många år framöver väger tungt. Liksom att detta kommer att vara en samlingsplats för världens främsta materialforskare. Men det finns även andra värden som gör Lund och MAX IV-laboratoriet till en attraktiv plats att arbeta och leva på. Här finns ett rikt kulturliv och det är nära till både natur och kontinenten. Jag trivs dessutom väldigt bra med den informella stämningen som råder i Lunds forskningsmiljöer. Det är stor skillnad mot de ganska hårda hierarkiska system som finns i andra länder. Där går det visserligen ofta snabbare att komma till beslut, men den längre tid det kan ta med en mer demokratisk process kompenseras oftast mer än väl av att man då vet att alla är med på tåget.

Den som följt utvecklingen av MAX IV-laboratoriet har kanske fått uppfattningen att allt är klappat och klart när anläggningen tas i bruk ”på riktigt” sommaren 2016. Den uppfattningen delas inte av Pedro Tavares Fernandes.

– Nej, på många sätt är det ju då vårt arbete börjar på riktigt! Vår uppgift är att förse laboratoriets användare med de allra vassaste verktygen för att kunna studera material och förlopp på molekylnivå. Det kräver att vi ständigt är på tårna och gör allt vi kan för att gå dem till mötes och, bokstavligt talat, upptäcka nya världar. Som acceleratorfysiker har jag ett dubbelt intresse – det handlar dels om de framsteg som kan göras genom de mikrovärldar vi kan synliggöra och förstå, dels om utvecklingen av acceleratorer som ett forskningsområde i sig – och här finns mycket kvar att lära.

Han ställer inte heller upp på den gängse bilden att en synkrotronljusanläggning kan hålla sig i världstopp i fem, eller kanske högst tio år, för att sedan oundvikligen bli frånsprungen av andra, nyare laboratorier.

– Vi jobbar redan på att ta fram nästa generation av synkrotronljus och jag är ganska säker på att vi kommer att kunna åstadkomma den i det befintliga MAX IV-laboratoriet. Men det är långa löptider – det är nästan 20 år sedan anläggningen som tas i bruk i sommar började planeras och en förutsättning för att komma vidare är att ha tillgång till en riktigt bra forsknings- och experimentmiljö. Det har vi i Lund. Världens bästa, faktiskt.

Text: Arne Berge.

Porträttbild av Pedro Fernandes Tavares: Madeleine Schoug