Større DTU-bidrag til ESS

• Af:
  
• Thore Dam Mortensen

Med ESS er der tale om verdens mest avancerede neutronkilde, der kommer til at fungere som et kæmpestort mikroskop, og som vil give forskere og virksomheder mulighed for ikke blot at undersøge materialers overflader, men også at se deres opbygning helt ned på atomart og molekylært niveau.

Faciliteten vil således få stor betydning for forståelsen af materialer inden for så forskellige områder som life science, sundhed, energi og informationsteknologi med flere, påpeger DTU.

Det fælles værtskab mellem Danmark og Sverige betyder, at mens selve neutronkilden bygges i Lund, placeres det tilhørende databehandlingscenter i København. Danmark har dog også mange aktier i det nye bygningskompleks, for eksempel bliver to af de første instrumenter på ESS udviklet og bygget af danske forskere.

Et af de første instrumenter, som forskerne får adgang til, når ESS starter sit forskningsprogram i 2023, er døbt ‘Bifrost’. I spidsen for det hold, der udvikler Bifrost, finder vi forsker Rasmus Toft-Petersen fra DTU Fysik.

”Bifrost vil tillade forskerne at måle krystalgittersvingninger og magnetiske svingninger. Det har man traditionelt gjort ved hjælp af time-of-flight- eller tre-aksespektrometre. Med Bifrost kombinerer vi de bedste elementer fra disse instrumenttyper på en helt ny måde i stor skala,” siger han, og fortsætter:

”De sidste par år har vi designet og udført beregninger på Bifrost, både som samlet instrument og på dets enkelte komponenter. Alt skal være korrekt dimensioneret til at kunne udnytte den store mængde neutroner, der i kraftige pulser bliver sendt fra kernen af ESS til instrumenterne. Det arbejde er vi stort set færdige med, og nu skal vi i gang med at indkøbe de forskellige delkomponenter til at bygge Bifrost.”

Der skal anvendes omkring 8.000 forskellige komponenter til Bifrost. Det færdige instrument får en 160 meter lang neutron-guide – det ’rør', der leder neutronerne fra selve spallationskilden på ESS til prøvestationen. Fra prøven spredes neutronerne og detekteres i en seks ton tung tank, der imens skal flytte sig 30 grader frem og tilbage.

Bifrost vil særligt blive anvendt til grundforskning inden for magnetisme og kvantematerialer.

Således vil eksperimenterne være koncentreret om at få større viden om, hvordan magnetiske materialer opfører sig, når de er under påvirkning af tryk eller ydre magnetfelter.

Komplekse magnetiske materialer kan være nøglen til at øge effektiviteten af elektronik, der anvendes i it-sektoren, eksempelvus at kunne lagre en større mængde information på mindre plads ved hjælp af et lavere strømforbrug, konstateres det.

DTU er overordnet leder af projektet. Herudover deltager KU, EPFL Lausanne og Paul Scherrer Instituttet i Schweiz, Laboratoire Leon Brillouin i Frankrig og Institutt for Energiteknikk i Norge.