Forskning på flyttfåglar, galaxer och elektroner får mångmiljonbelopp

En galaktisk tidsresa genom Vintergatans historia. Flyttfåglars övermänskliga krafter. Samt konsten att se och styra elektroner. Det är tre spännande forskningsprojekt som snart kan starta vid Lunds universitet tack vare en mångmiljonsatsning från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.

Per Eng-Johnsson, professor vid institutionen för atomfysik vid LTH, får drygt 25 miljoner kronor för att göra något som ingen gjort förut. Han ska kombinera två olika laserbaserade tekniker för att studera hur materia reagerar på extremt starka och snabba elektriska fält. Förhoppningen är att därigenom få nya insikter om elektroners ofattbart snabba rörelser.

Teknikerna som ska korsbefruktas är två typer av attosekundpulser, sådana som består av snabba ljusblixtar och sådana som består av elektroner. Med de förra kan forskarna, förenklat beskrivet, observera elektronernas rörelser medan de med de andra kan påverka rörelserna med starka elektriska fält. I dagsläget använder forskarna vid LTH båda, men inte samtidigt. 

– Detta innebär att vi kommer att kunna både studera och kontrollera elektronernas rörelser under förhållanden där detta inte gjorts tidigare, säger Per Eng-Johnsson.

Idén till projektet uppstod i samband med den pågående uppgraderingen av multiterawattlasern vid Lunds Lasercentrum, vilken kommer att göra det möjligt att skapa både ljus- och elektronpulser med pulslängder på några enstaka femtosekunder eller till och med några tiotals attosekunder. Tidsskalan är hisnande. En femtosekund är en miljondels miljarddels sekund. En attosekund är ytterligare tusen gånger kortare än en femtosekund.

Forskningen är ren grundforskning, men på sikt kanske andra kan dra fördel av det som Per Eng-Johnsson och hans kollegor förhoppningsvis får syn på. Exempelvis för att skapa kortare röntgenpulser för studier med hög tidsupplösning, eller för tillämpningar inom fotonik i gränslandet mellan optik och elektronik. Medsökande i projektet är Olle Lundh, Anne L'Huillier och Claes-Göran Wahlström från samma institution samt Tünde Fülöp från Chalmers.

Tidsresa genom Vintergatan

Ett annat projekt som också får pengar från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse handlar om rymden. Två Lundaastronomer, Sofia Feltzing och Oscar Agertz, ska tillsammans med samarbetspartners i Storbritannien och USA använda en galaktisk tidsmaskin. Syftet är att förstå hur det gick till när vår egen galax Vintergatan bildades.

Den galaktiska tidsresan görs med hjälp av avancerade datorsimuleringar som kommer att ta forskarna med på en virtuell resa genom Vintergatans historia. Observationer av Vintergatans stjärnor ska jämföras med simuleringarna för att göra dessa så realistiska som möjligt. Projektet får drygt 20 miljoner kronor från stiftelsen och har beviljats 45 miljoner simuleringstimmar vid europeiska PRACE, Partnership For Advanced Computing in Europe.

Forskarvärlden har de senaste årtiondena lärt sig mer och mer om hur galaxer bildas, men det finns fortfarande många obesvarade frågor. Exempelvis förstår man inte varför vissa spiralgalaxer slutar att producera nya stjärnor medan andra, som Vintergatan, fortsätter att skapa nya stjärnor. Med en ökad förståelse för Vintergatans historia kan forskarna få ny kunskap om galaxbildning i allmänhet.

– Det är en stor utmaning för modern astrofysik att förstå hur galaxer bildas och utvecklas. En särskilt spännande möjlighet är att försöka få fram vilka delar av Vintergatan som har formats vid vilken tid, säger Sofia Feltzing och Oscar Agertz vid Lunds universitet.

Flyttfåglar förses med ny teknik

Ett tredje nytt forskningsprojekt har fokus på flyttfåglar. Biologiprofessor Anders Hedenström vid Lunds universitet får cirka 23 miljoner kronor för att ta ett helhetsgrepp på de faktorer som påverkar flyttfåglar och deras flygning från en del av världen till en annan. Projektet löper över fem år och görs tillsammans med kollegorna Christoffer Johansson och Susanne Åkesson.

För fåglar kostar det mycket energi att flyga. Därför är det extremt viktigt att de använder energin så effektivt som möjligt. När exempelvis myrspoven på en vecka gör sin nonstopflygning på 11 000 kilometer från Alaska till Nya Zeeland är det ett kraftprov som enligt Anders Hedenström motsvarar om en människa skulle springa 1 200 maratonlopp i sträck. Utan att stanna och utan att äta.

För att förstå hur fåglar klarar detta ska forskarna bland annat studera aerodynamiken, vingarnas arbete, hur effektivt de omvandlar energi till transport, och om rutten på väg till övervintringsplatsen är optimal eller ej. Forskarna använder den allra senaste tekniken i projektet. Nya mikrodataloggar har tagits fram som registrerar acceleration, lufttryck och position. Forskarna ska också utveckla skräddarsydda dataloggar som ska kunna registrera aktiviteten i luften och vilka kostnader som fåglar får betala när de flyttar, exempelvis energin som går åt.

– Med det här verktyget kommer vi även att kunna identifiera faktorer som förklarar varför många flyttfåglar har minskat i antal, både i Europa och i Nordamerika. Vi ska också på ett bättre sätt än idag kunna förutsäga ändrade flyttningsmönster vid klimatförändringar, säger Anders Hedenström.

Lunds universitet får dessutom ytterligare en del av kakan i årets anslagsomgång från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. Det gäller växtfysiolog Allan Rasmusson som tillsammans med Vivi Vajda, vid Naturhistoriska riksmuseet, ska studera växters överlevnadsstrategier – på dinosauriernas tid och idag. Stiftelsen anslår närmare 29 miljoner kronor till projektet, som leds av Vivi Vajda.

Genom att undersöka mikro- och nanostruktur hos fossila växter ska projektet ge svar på hur dessa skiljer sig ifrån, men även liknar, dagens växter. Forskarna kommer speciellt att fokusera på växternas överlevnadsförmåga i samband med katastrofala miljöförändringar och massutdöenden. Projektet kan leda till ökad förståelse för hur pågående klimatförändringar påverkar växterna och därmed våra livsförhållanden.

Mer information:

Per Eng-Johnsson, professor i atomfysik
Institutionen för atomfysik, Lunds universitet
046-222 76 58
070-886 88 25
per.eng-johnsson@fysik.lth.se

Sofia Feltzing, professor i astronomi
Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet
sofia.feltzing@astro.lu.se

Oscar Agertz, biträdande universitetslektor
Institutionen för astronomi och teoretisk fysik, Lunds universitet
oscar.agertz@astro.lu.se

Anders Hedenström, professor i teoretisk ekologi
Biologiska institutionen, Lunds universitet
046-222 41 42
070-543 19 36
anders.hedenstrom@biol.lu.se

Allan Rasmusson, professor i växtfysiologi
Biologiska institutionen, Lunds universitet
046-222 93 81
0730-73 84 23
allan.rasmusson@biol.lu.se

Presskontakt:
Lena Björk Blixt; Lunds universitet
0709-797970

Taggar: