Vad gör man på ESRF?

Mellan två möten (dr Freund, chefen för informationsavdelningen, har varit mycket flitig med schemaläggandet av min visit i Grenoble) kom jag att tänka på att jag också en gång - i likhet med alla ni som läser Röda Nejlikan - inte hade en aning om vad synkrotronljus egentligen är. Känns lite märkligt då att plötsligt anta att förskunskaperna skulle ha nått höga höjder bara för att jag åkt till Grenoble och en av världens tre bästa synkrotronljuskällor, ESRF. Så varför inte ge en grundläggande beskrivning av vad jag kan nu om synkrotronljus som jag inte kunde för ett år sedan. Ha! Här skall idkas folkbildningsverksamhet! Tredje uppgiften! Halleluja!

Vi börjar från början. När man accelererar elektroner (eller andra partiklar), så ger man dem energi. Elektroner och protoner kan man ganska enkelt accelerera genom att utsätta dem för magnetfält. Man gör det bland annat för att låta dem krocka när de nått relativistisk hastighet (mycket nära ljusets), för då kan de emittera en massa andra spännande små partiklar, som till exempel neutrinos eller varför inte Higgs-partikeln (om den nu finns). Det gör man bland annat på CERN. När partikelfysikerna accelererade elektroner på sextiotalet, med betydligt mindre acceleratorer än de som finns idag, var de väldigt sura för att elektronerna tappade så mycket energi av att man böjde deras bana. Hastighet är ju en riktad storhet, så om man ändrar riktning på elektronens bana, avger (förlorar) den lite energi. Så här ser en accelererad elektronstråle ut i genomskärning:

Något snille upptäckte att energin som avges strålar ut i form av ljus i en herrans massa våglängder och med väldigt hög intensitet. Det kan man ha till grejer. Till exempel kan man låta det träffa olika typer av molekyler och på det sättet få reda på hur molekylerna eller elektronstrukturen hos enskilda atomer ser ut. En experimentstation för så kallad fotoelektronspektroskopi (där kollar man elektronstruktur) kan se ut så här:

Sådana finns det många av på ESRF. Numera bygger man nämligen acceleratorer enkom för ändamålet att producera ljus. Just det, synkrotronljus. Från acceleratorn (som kallas lagringsring) leder man ut ljuset och låter det gå genom en så kallad monokromator där man väljer ut precis vilken våglängd man vill ha. Sen går ljuset vidare via en massa optik och till sist in i experimentstationen. Där inne kanske det sitter ett kristalliserat protein och väntar på att strukturbestämmas. Och det kan vara ganska vettigt att göra, så att man vet hur proteiner i kroppen kommer att reagera med olika verksamma ämnen i läkemedel. Bland annat.

Imorgon skall jag berätta vad i hela friden jag gör vid ett synkrotronljuslabb.