Transkribering avsnitt 66

Transkribering av Forskarpoddens avsnitt 66: Kalla magneter – en framtidsbransch. Annica Hulth intervjuar Maja Olvegård, forskare i fysik, som leder ett samverkansprojekt i samarbete mellan Uppsala universitet, Linnéuniversitetet och högteknologiska företag i Småland.

MAJA: Målet med projektet, det är inte bara att ta fram den här prototypen för en väldigt speciell magnet, utan i slutändan så är Tillväxtverket och Region Kronoberg intresserade av ekonomisk tillväxt helt enkelt i Kronobergsregionen. Ja, och man vill stärka och utveckla företagens teknikkunskap och innovationsförmåga och så vidare.

ANNICA: Kalla magneter är miljövänliga, energisnåla och supraledande. De kan användas vid stora forskningsanläggningar och för att lyckas tillverka dem krävs samarbete mellan forskare och industri. Du lyssnar på Forskarpodden vid Uppsala universitet och det här avsnittet produceras av mig, Annica Hult.

MAJA: Ja, jag heter Maja Olvegård och jag är forskare i fysik vid Uppsala universitet.

ANNICA: Och du är projektledare för ett stort samverkansprojekt om kalla magneter som ska tillverkas i Småland och sen användas vid stora internationella forskningsanläggningar. Och vi kanske ska börja från början, vad är egentligen kalla magneter?

MAJA: Ja, kalla magneter, vi kan börja med att prata om vad det är för sorts magneter, inte bara att de är kalla utan det rör sig om elektromagneter, så att man använder en elektrisk elledning för att generera ett magnetfält. Och sådana använder vi, sådana har vi lite varstans, högtalare och transformatorer och så vidare. Men det här är specifikt för partikelacceleratorer då. Ja, och vi vill ha väldigt kalla magneter, nämligen supraledande magneter, för att då får de här magneterna lite speciella egenskaper som vi vill ha.

ANNICA: Vad är det för egenskaper då?

MAJA Jo, men när man gör dem kalla, eller rättare sagt supraledande, då måste vi ner till minus 271 grader Celsius. Så det är nästan så kallt som det kan bli. 2 kelvin, så två grader över absoluta nollpunkten. Och då får den här ledaren som vi använder för att generera magnetfältet, då blir den supraledande och då har den ingen elektrisk resistans. Och om den inte har någon elektrisk resistans, så bildas det heller ingen värme och vi får inga ... i princip inga energiförluster när vi driver magneten. Så då sparar vi en massa energi. Och dels ... ja, dels så sparar vi energi och dels så kan man nå mycket kraftigare magnetfält än vad man skulle kunna med en varm magnet.

ANNICA: Och det är det man behöver då för de här forskningsanläggningarna?

MAJA: Ja, i vissa fall behöver man väldigt kraftiga magnetfält. I vårt fall handlar det inte ... just den magneten vi utvecklar är inte så jättekraftig, men ändå tillräckligt kraftig för att man ska vilja göra den kall. Och sen så är det just det här att vi vill inte behöva slösa en massa energi när vi ska köra den här magneten dygnet runt, nästan året runt.

ANNICA: Och hur stora är de här magneterna?

MAJA: Den här magneten vi utvecklar, den är ungefär en meter lång. Och så är det lite som en ... det är en cylinder kan man säga, och den har ungefär en halv meter i diameter.

ANNICA: Så det är som en cylinder helt enkelt?

MAJA: Ja, det är som en cylinder. Och då är vår bara ett exemplar, det finns mycket mindre kalla magneter och så finns det mycket, mycket större kalla magneter också. Precis.

ANNICA: Och vad är då skillnaden mellan kalla magneter ... ja, du har berättat lite om den skillnaden men vilka fördelar finns det med att just använda kalla magneter?

MAJA: Ja, just det här kalla, det handlar mest om att den är resurssnål när man använder den, och så att man kan nå de här kraftiga magnetfälten. Det är fördelen med att den är kall. Sen så tillverkar vi en väldigt specifik sorts magnet som vi kallar CCT-magnet. Det står för Canted Cosine Theta. Men det säger inte så mycket för gemene man, utan det säger någonting om hur den är konstruerad. Men den i alla fall, om man jämför den med en traditionell kall magnet så är den ganska svår att tillverka för att man behöver väldigt, väldigt hög precision när man tillverkar den. Men samtidigt så är den ... den är smart på så sätt att man inte behöver lika många steg i tillverkningsprocessen. Så man kan göra det i färre steg, man behöver mindre mängd material och det går fortare. Och dessutom så har man inte behovet av väldigt specifika verktyg för att sätta ihop den här magneten som man i andra fall behöver. Så det gör den ganska speciell.

ANNICA: Ja precis, men vad är utmaningarna då med att tillverka de här?

MAJA: Ja, utmaningen är just det här att vi behöver väldigt, väldigt hög precision i tillverkningen. Det här är ingen ny idé som vi jobbar med, utan den är ganska gammal men det är egentligen först på senare år som man har kunnat nå den här höga precisionen. Och då använder man datorstyrd frästeknik, som är ganska utbredd nu som teknik. Och vi förlitar oss på den tekniken. Så det är en utmaning, men det hoppas vi kunna fixa.

ANNICA: Du leder ett stort projekt som sagt, som heter Kompetens och teknikspridning om kalla magneter, för tillgång till en breddad internationell marknad. Berätta lite mer, vad är det här för projekt och vilka är det som ingår i projektet?

MAJA: Ja det är ett väldigt spännande projekt och som du hör av projekttiteln så kallar vi det helst Kalla magneter för att det är ett väldigt, väldigt långt namn som vi inte kommer ihåg.

ANNICA: Ja, precis [skratt].

MAJA: Så det är ett samverkansprojekt vilket i sig är väldigt speciellt för oss här vid Uppsala universitet. Och det betyder att vi både har universitet med i projektet, då är det Uppsala universitet och Linnéuniversitetet i Växjö. Och sen har vi tre företag som är med och jobbar med oss. Scanditronix Magnet AB, Rydverken AB och Vattenskärningsteknik i Visslanda AB. Och de alla företagen, de ligger i Småland i Kronobergsregionen. Och vi har fått pengar för det här projektet från Kronobergsregionen och från Europeiska regionala strukturfondsprogrammet för Småland och öarna, och det är via Tillväxtverket vi har fått de pengarna. Sen är Uppsala med och medfinansierar lite och även Scanditronix Magnet AB medfinansierar en liten, liten bit. Och just det som är speciellt med det här då är att målet med projektet är inte bara att ta fram den här prototypen för en väldigt speciell magnet, utan i slutändan så är Tillväxtverket och Region Kronoberg intresserade av ekonomisk tillväxt helt enkelt i Kronobergsregionen. Ja, och man vill stärka och utveckla företagens teknikkunskap och innovationsförmåga och så vidare. Och i och med att vi tar fram den här prototypen så får alla inblandade kompetensutveckling på det här området och vi utvecklar tekniken tillsammans och vi är väldigt beroende av alla aktörer. Jag kan ingenting om datorstödd frästeknik till exempel, eller om vattenskärning. Så det har vi experter som kommer från företagen och hjälper till. Så ingen av oss som deltar kan göra det här själva, utan vi måste jobba tillsammans.

ANNICA: Hur startade det här projektet? Hur kom man på idén från början?

MAJA: Ja, jag var inte med och startade, men vad jag förstått så dels var det så att Uppsala universitet ville bredda sin kunskap kring supraledande magneter och komma in på ett nytt forskningsfält att utveckla de här magneterna. Och sen har vi då ett företag i Småland, Scanditronix Magnet AB, som länge har varit ett av de världsledande företagen på att leverera magneter till partikelacceleratorer, men de har inte förmågan att ställa om till kalla för att producera kalla magneter. Det kan de inte göra själva. Så då slår vi ihop våra påsar för att göra det här gemensamt.

ANNICA: Och vad är det då för speciellt som de kan göra här i Uppsala?

MAJA: Ja, vi har ett laboratorium som heter Fria laboratoriet, och det är ganska nytt. Och där har vi byggt upp en ganska stor infrastruktur, bland annat med en anläggning för att producera flytande helium. Och flytande helium är det kylmedlet som man använder för att göra magneten kall, det vill säga 2 kelvin. Så vi har utrustning så att vi kan testa magneten så småningom, för att se om vi lyckades i designen och i tillverkningen och så vidare. Så det bidrar vi med.

ANNICA: Och var befinner ni er just nu i den här processen?

MAJA: Just nu är vi i en väldigt kritisk fas där vi övergår från att designarbete till att börja producera, så vi hoppas redan i början av nästa vecka börja fräsa, göra den här exakta fräsningen som magneten behöver. Så vi börjar verkligen bygga magneten nu så det är väldigt, väldigt, väldigt spännande. Hoppas att det går bra.

ANNICA: Görs det här i Uppsala då eller görs det i Småland?

MAJA: Nej, ja, precis, all tillverkning görs i Småland, framför allt på företagen då som kommer tillverka delarna. Och sen kommer ett av företagen sätta ihop delarna och så vidare. Och så först när den är färdig kommer den till Uppsala för att testas.

ANNICA: Ja, precis, så det är den ... det är slutskedet som kommer att utspela sig här i Uppsala?

MAJA: Precis, precis.

ANNICA: Åker ni forskare till Småland också?

MAJA: Ja, jag har precis varit där faktiskt och fått besöka både Linnéuniversitetet och alla de här företagen och se hur de jobbar och se deras maskiner och jag tyckte det var väldigt häftigt. Det är en helt annan vardag än den vi lever i, verkligen.

ANNICA: Ja. För det är väl det som verkar speciellt med det här projektet, att forskare och företagare möts.

MAJA: Ja, och det är utmanande på många sätt, för dels pratar vi lite olika språk, vi har helt olika förutsättningar för hur vi jobbar. Vi forskare är ganska tålmodiga, vi jobbar i väldigt långa projekt. Vi låter saker ta tid, företagen har inte möjlighet att göra det, de måste hela tiden tänka på att kunna betala sina löner nästa månad och så vidare. Så för dem är det mer snabba ryck, de kan fatta snabba beslut och göra snabba ändringar, medan vi är lite av en bromskloss ibland faktiskt.

ANNICA: Ni vill tänka till lite först.

MAJA: Vi vill tänka till, ja, precis. Så det är ... att hitta en balansgång där är ... ja, det är utmanande, men det är kul.

ANNICA: Ja. Berätta lite mer om var magneterna ska användas till exempel.

MAJA: Precis, så vi ... när vi tar fram den här prototypen så arbetar vi utifrån en mall kan man säga. Och det är en specifik magnet som vi vet kommer behövas på CERN så småningom.

ANNICA: Och CERN, vad är det för något då?

MAJA: Ja, CERN, det är det europeiska laboratoriet för partikel- och kärnfysik.

ANNICA: Det är ett jättestort laboratorium i Schweiz.

MAJA: Ja, det stämmer, precis, utanför Genève ligger det. Så där har vi världens största partikelaccelerator. 27 kilometer lång och som ligger 100 meter under marken ungefär. Och i den hoppas vi så småningom att ... ja, kanske inte prototypmagneten, men om vi lyckas så hoppas vi att de här företagen kan börja serietillverka kalla magneter och att de ska säljas till CERN och sedan installeras i den här tunneln. Det vore otroligt häftigt.

ANNICA: Kommer det behövas många magneter eller är det så att man sliter ut dem med tiden?

MAJA: Det beror lite på, det kan hända att man sliter ut dem, för de utsätts för en del joniserande strålning som gör att de åldras. Men vi hoppas att just den här magneten inte ska åldras på samma sätt som de gamla har gjort, men i första läget tror jag att det behövs ett 20-tal sådana magneter. Och det är ju mycket för de är ... de kostar kanske 2 miljoner styck så det är mycket. Det är en stor order i så fall, om det skulle bli så.

ANNICA: Ja. Och vad kan det här projektet leda till? Du berättade att man hoppas på ekonomisk tillväxt i Småland då främst.

MAJA: Ja, precis och en viktig del av vårt projekt är inte bara framtagandet av den här prototypen, utan vi har även en liten grupp i projektet som arbetar fram en modell för samverkan, för forskningsnära samverkan. Så det vill Tillväxtverket och Region Kronoberg att det ska få positiva effekter i det långa loppet. Erfarenhet och kunskaper kring samverkansprojekt, så att man kan göra fler sådana här saker. Så det är ett av de långsiktiga målen också.

ANNICA: Så de studerar då hur ni samverkar i projektet?

MAJA: Ja, det stämmer. Det brukar sitta med två kvinnor under våra möten, även när vi diskuterar väldigt specifika tekniska detaljer, då sitter de där som en fluga på väggen och noterar hur vi diskuterar och hur vi kommunicerar, hur vi tar våra beslut och så vidare.

ANNICA: Är det stora utmaningar det här, att ... just att kunna samarbeta över gränserna? Eller är det ...?

MAJA: Men det har varit en utmaning men jag tycker att vi har hittat ett sätt. Framför allt har vi ganska ... vi har möten väldigt ofta för att ha återkoppling, frekvent återkoppling. Sen är det utmanande just för att det är ett ganska kort projekt. Det är ... för oss, för mig personligen är två år ett ganska kort projekt om man ska hinna bygga någonting och testa. Så det tycker jag är en utmaning.

ANNICA: Ja precis, hoppas ni på en fortsättning sen då?

MAJA: Ja, vi har inte riktigt... det har inte riktigt utkristalliserat sig hur vi ska fortsätta, men vi vill inte att det ska bara sluta. Säg att den fungerar, då vill vi naturligtvis fortsätta på kanske samma samarbete eller andra samarbeten och liknande.

ANNICA: Förutom CERN, finns det fler forskningsanläggningar som kan vara intresserade av era magneter?

MAJA: Ja, absolut, det finns flera sådana stora forskningsanläggningar. Och inte bara forskningsanläggningar, utan man använder partikelacceleratorer och kalla magneter även i medicinsk industri till exempel. Och om jag vore företag så vore det förstås en väldigt attraktiv marknad, och för mig som forskare också ett väldigt spännande forskningsfält.

ANNICA: Ja, precis, så det är någonting som kan få också kanske användningsområden som vi inte känner till idag?

MAJA: Ja, så är det alltid med forskning, det kan alltid leda i en helt ny riktning som man inte väntade sig. Och det är det som är spännande. Och det är det också som gör det så svårt att fullborda ett projekt, för att det är ibland svårt att veta vilken riktning man ska följa och så vidare.

ANNICA: Är det fler än ni som håller på med det här, med kalla magneter och försöker tillverka en?

MAJA: Ja, det är det absolut. På CERN jobbar man väldigt mycket med att utveckla olika supraledande magneter och även på andra ställen, andra universitet.

ANNICA: Så det finns en konkurrens på det här området?

MAJA: Ja, i viss mån kan man säga att det finns en konkurrens, för alla vill ta fram den absolut bästa superledande magneten. Men samtidigt, varje magnet har sitt eget tillämpningsområde, och ... Så att jag skulle snarare säga att det finns ett brett samarbete. Vi vill alla uppnå samma mål, så att säga.

ANNICA: Och det är ett teknikskifte det handlar om helt enkelt, att man hittar ett nytt sätt att tillverka magnet?

MAJA: Ja, just i vårt projekt så handlar det om ett teknikskifte, vi jobbar mot ett teknikskifte. Men i världen så har det ... på vissa områden har det redan skett det här teknikskiftet. Så att huruvida man använder kalla magneter eller de vanliga varma magneterna, det beror väldigt mycket på vad det är för tillämpning. Man kan säga att det sker ett teknikskifte inom vissa medicinska områden, att där har man inte använt kalla magneter i särskilt stor utsträckning, men att det är många som är intresserade av det just nu.

ANNICA: Det här området som du forskar inom, det kallas Big science. Vad menas med det?

MAJA: Ja, Big science, det är liksom stor vetenskap i bemärkelsen att det är ganska resurskrävande. Det räcker inte med en person eller ens ett land att designa, bygga och driva de här stora forskningsanläggningarna som är Big science. Utan det kräver att man går samman med ekonomiska resurser och även mänskliga resurser, det vill säga arbetskraft. Så att man måste bygga och driva tillsammans. CERN är ett exempel på det, men även stora ESS, European Spallation Source, som håller på att byggas i Lund, ett enormt projekt som kräver deltagande av många länder och många människor.

ANNICA: Och det man studerar vid de här stora forskningsanläggningarna, det är då fysik i största allmänhet?

MAJA: Ja, ja, precis, på CERN är det först och främst fysik, först och främst partikelfysik. Och då är det de här stora frågorna, som vad består vi av? Och var kommer allt ifrån? Och hur fungerar det? Hur växelverkar alla de här små partiklarna och så vidare? Men ESS har lite bredare användningsområden, materialforskning, man kan till exempel använda ESS för att studera proteiner hos människan, man kan utveckla nya batterier och så vidare.

ANNICA: Så där är det bredare användningsområden?

MAJA: Precis.

ANNICA: Jo, det här kan låta väldigt abstrakt och lite världsfrånvänt men vad är då nyttan med Big science, att satsa pengar på det här?

ANNICA: Ja, jag håller med, det kan verkligen låta abstrakt men vi är nyfikna varelser. Människan är väldigt nyfiken och vi vill förstå världen, vi vill förstå oss själva så det tycker jag är ett enda mål i sig. Att vi ... Big science hjälper oss att förstå världen, hur den fungerar. Och det i sig kan leda till nya upptäckter och nya uppfinningar som kan bli förvånansvärt praktiska. Och det har vi sett många exempel på i historien. Men sen har vi då ytterligare en aspekt som kopplar till det här samverkansprojektet, och det är att någon ska designa och bygga och testa och driva den här anläggningen. Som jag nu nämnde, vi behöver de här 20 magneterna till CERN och vi behöver en enorm mängd utrustning till de här anläggningarna. Och det ska komma någonstans ifrån, så att där har Sverige en chans att vara med och leverera till de här stora anläggningarna. Och det, om man ser det krasst, det leder till ekonomisk vinning för Sverige i det långa loppet. Så det är Big science i flera bemärkelser.

ANNICA: Ja, det kan bli en stor grej för Sverige också, om man ...

MAJA: Ja, och det är big för att det kan inte ... akademin kan inte driva det här ensamt, utan vi är faktiskt beroende av näringslivet, att industrin kan hjälpa till att bygga och så vidare.

ANNICA: Så då är det här ett bra område att testa samverkan mellan forskning och industri?

MAJA: Ja, alldeles utmärkt, skulle jag vilja hävda.

ANNICA: Och hur kom du själv in på det här området, alltså på Big science?

MAJA: Ja, jag kom in på det efter att ha besökt CERN för första gången. Jag åkte dit på en studieresa när jag var grundutbildningsstudent vid Göteborgs universitet. Och jag måste säga att jag blev helt tagen av CERN då. Ja, men omfattningen, all den här avancerade utrustningen och alla spännande användningsområden. I varenda liten skrubb fanns det någon oerhört avancerad pryl. Och alla kablar överallt, det kan låta fånigt men jag tyckte det var häftigt med alla kablar överallt [skratt]. Precis, och sen satt vi i matsalen och åt lunch och där hör man språk från alla världens hörn. Så där sitter man och arbetar tillsammans med ett gemensamt mål, så det tyckte jag var häftigt. Så jag kom tillbaks till CERN senare för att arbeta där i tre år, med just utveckling av partikelacceleratorer, för det tyckte jag ... det var ... det blev mitt fält och jag har fortsatt med det sedan dess.

ANNICA: Och nu är du på FREIA-laboratoriet i Uppsala och det är också ett speciellt ställe.

MAJA: Ja, FREIA kom till för knappt tio år sedan. Dels var det för att hjälpa till i uppbyggnaden av den här ESS-acceleratorn som jag nämnde. För det är ett väldigt stort projekt och Sverige har ett stort åtagande i det, i uppbyggnaden av ESS. Så vi har hjälpt till med att utveckla och testa utrustning för ESS. Och utöver det så jobbar jag med utveckling av partikelacceleratorer generellt, och testning av annan utrustning för andra anläggningar och så vidare.

ANNICA: Och vad är det som fascinerar dig med det här?

MAJA: Det som fascinerar mig är kanske att de här partikelstrålarna som vi har i partikelacceleratorerna, de är så otroligt små. Man kan inte se de här partiklarna, man kan inte ens se strålen och ändå så kan vi oerhört sofistikerat kontrollera dem, styra partiklarna och fokusera partiklarna och ... ja, i viss mån i alla fall välja vad de ska göra och var de ska vara och när och så vidare. Och det tycker jag är fascinerande.

ANNICA: Och det här är då byggstenarna på något sätt i universum, partiklarna, kan man säga det?

MAJA: Ja, partiklarna är byggstenar i universum, men framför allt använder vi en partikelstråle för att generera något slags energigröt. Och ur denna gröt så tänker vi att det kommer nya partiklar, ibland hittills okända partiklar. Det var så man upptäckte den här kända Higgspartikeln på CERN för några år sedan.

ANNICA: Så det ... allting handlar om ... det rör sig på väldigt liten nivå, eller ...?

MAJA: Ja, det är små saker, och de partiklarna som vi skapar, de lever en otroligt kort tid. Och oftast kan man inte se dem direkt, utan man måste titta på spår av sönderfallsprodukter. De sönderfaller till andra partiklar och så tittar man på spåren efter dem och så vidare. Så det är ett fint pussel som man måste lägga för att hitta dem.

ANNICA: Hur ser framtiden ut inom det här området? Finns det några forskningsupptäckter som väntar?

MAJA: Ja, men det gör det säkerligen. Och på området partikelacceleratorer jobbar vi ständigt med att utveckla dem. Då är det lite olika riktningar. Dels vill man kanske nå högre och högre energi för att kunna undersöka nya områden för att möjligtvis hitta nya partiklar. Men sen jobbar vi även i andra riktningar, till exempel att vi vill göra dem lite mer kompakta, för det är ganska opraktiskt att ha partikelacceleratorer som är tiotals kilometer långt, så det vore väl bättre om de rymdes i ett rum. Och då utvecklar man till exempel nya tekniker för att kunna accelerera ... ja, fortare helt enkelt, eller på en kortare väg. Och sen får vi hela tiden nya användningsområden, som till exempel vi använder partikelstrålar nu i cancerbehandling, även i Uppsala faktiskt.

ANNICA: Mm, så det är ett verkligt spännande område som du befinner dig i?

MAJA: Absolut, absolut.

ANNICA: Ja, lycka till i fortsättningen.

MAJA: Tack så mycket.

ANNICA: Du har lyssnat på Forskarpodden med forskaren Maja Olvegård. Följ oss på Podbean, iTunes, Spotify eller andra poddläsare. Kontakta oss gärna i sociala medier på #forskarpodden eller på universitetets webbsida uu.se/forskarpodden. Jag heter Annica Hulth och Forskarpodden produceras av Uppsala universitet med musik av Marcus Sjöblom.