Synkrotronen i Melbourne möjliggör materialforskning på extrem detaljnivå, och öppnar för oanade tillämpningsområden.

Vilka hemligheter döljer universums minsta beståndsdelar? Det kan synkrotronen, ett supermikroskop som undersöker atomens innersta, ge svar på.

På senare tid har en rad nya forskningsrön från Australiens synkrotron fått genomslag i internationella medier. De flesta forskningsresultat når de internationella kollegerna genom naturvetenskapliga tidskrifter, men vissa sprids också genom nyhetsbyråer vidare till breda medier.

I slutet av 2013 kunde man läsa att eukalyptusträd suger upp guldpartiklar ur jorden och fördelar dem till lövverket. Det ger visserligen inga guldträd som kan skördas på stora fyndigheter, men för gruvindustrin innebär det nya möjligheter att spåra guldhaltig jord genom träd.

I januari kom ett glädjebesked för soldyrkare som vill skydda huden mot UV-strålning. Ett forskarteam kunde efter synkrotronexperiment berätta att kroppens immunsystem tar hand om nanopartiklar av zinkoxid som gör solskyddskrämer vattentåliga och osynliga på huden, och hindrar dessa från att nå blodomloppet.

Detaljerad bild. En stor del av forskningen på Australiens synkrotron handlar om biologiska och kemiska processer på atomnivå.

Nya elektroner skjuts in med några minuters intervall och accelereras med magneter upp till 99,99 procent av ljusets hastighet.

Ringen är 217 meter lång och består av 14 raksträckor. Där snurrar elektronerna 14 miljoner varv per sekund.

När elektronerna kolliderar i kurvorna avger de ett starkt ljus som fokuseras i olika våglängder vid de nio strållinjerna. Forskarna kan välja den strållinje som ger det mest avslöjande ljuset för deras experiment.

”Miljövetenskap, biologi, materialvetenskap och nanoteknologi är de stora användargrupperna här. Forskarna har många andra metoder för att få svar på sina frågor, men synkrotronen ger ofta en mer detaljerad bild som kompletterar de andra resultaten”, förklarar Peter Kappen som ansvarar för strållinjen XAS (X-ray absorption spectroscopy).

Han ger ett exempel från miljövetenskap.

”Krom finns både ute i naturen och i industriella produkter. I vissa kemiska former är ämnet livsviktigt och i andra former livsfarligt. Vid XAS-strållinjen kan vi analysera industriavfall och få reda på vilken typ av krom det handlar om, vilken koncentration det har och hur det bör renas.”

Digerdöden under lupp. För att få tillgång till strållinjerna måste forskargrupperna bli godkända av en expertjury och publicera sina resultat. Tidigare publiceringar ger bättre chanser att få ny stråltid. Företag som vill hålla resultaten hemliga kan köpa stråltid vid synkrotronen. Anläggningen i Melbourne används till största delen av universitetsforskare.

I september 2013 publicerade tidskriften Nature en artikel som beskrev hur protein kan kapsla in bakterier i DNA-strukturer och bli giftiga. Ett ökänt exempel är bakterien Yersinia pestis, som antas ha orsakat Digerdöden – pesten – som skördade miljontals dödsoffer under 1300-talet.

”En motsvarande dödlig bakterie med ABC-toxiner kan mycket väl uppstå i dag. Upptäckten kan också bidra till att utveckla bekämpningsmedel för jordbruk”, säger Santosh Panjikar, mikrobiolog och forskare på Australian Synchrotron.

Han var en av författarna till artikeln, tillsammans med ett forskarteam från Nya Zeeland.

Genombrottet krävde både djup expertis och bred kompetens. Och datorkraft.

”De hade hållit på med sitt projekt i ett par års tid och gjort experiment här flera gånger. När de höll på att ge upp bad jag att få titta på materialet. På några dagar hade jag knäckt nöten med hjälp av mjukvaran jag utvecklat.”

Läs hela artikeln i papperstidningen eller på pekplatta!

Johan Svenlin  Melbourne