vetenskapsrådets guide till infrastrukturen
vetenskapsrådets guide till infrastrukturen
vetenskapsrådets guide till infrastrukturen
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong><br />
en kartläggning och rekommendationer för svenska forskares<br />
<strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forskningsinfrastruktur på lång sikt<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> rappOrtserie 14:2006
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong><br />
<strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong><br />
en kartläggning och rekommendationer<br />
för svenska forskares <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forsknings-<br />
infrastruktur på lång sikt<br />
första utgåvan, juni 2006
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong><br />
en kartläggning och rekommendationer för svenska forskares <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forskningsinfrastruktur på lång sikt<br />
rapporten kan beställas på www.vr.se<br />
vetenskapsrådet<br />
103 78 stockholm<br />
© vetenskapsrådet<br />
issn 1651-7350<br />
isBn 91-7307-096-3<br />
grafisk form: erik Hagbard Couchér, vetenskapsrådet<br />
Original: Maria Wågberg<br />
tryck: CM digitaltryck, Bromma 2006
förOrd<br />
Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>, som fastställdes av styrelsen i juni<br />
2006, är Sveriges första långsiktiga plan för forskningsinfrastruktur. Syftet<br />
är att ge ett samlat underlag av behov av gemensam forskningsinfrastruktur<br />
för framtida forskning av högsta kvalitet och de möjligheter som finns att<br />
förverkliga dem. Guiden kommer att vara ett underlag för diskussioner om<br />
finansiering av framtida infrastrukturer inom Vetenskapsrådet, med andra<br />
svenska forskningsfinansiärer och med andra länder för gemensam internationell<br />
infrastruktur.<br />
Kommittén för forskningens infrastrukturer, KFI, bildades i januari 2005.<br />
KFI:s huvuduppdrag är att stödja uppbyggnad och utnyttjande av infrastruktur<br />
för att ge förutsättning för svensk forskning av högsta vetenskapliga<br />
kvalitet. Att frågor som rör infrastruktur nu hanteras av samma enhet<br />
inom Vetenskapsrådet ger en större tydlighet, bättre planering med större<br />
långsiktighet och underlättar en samlad internationell överblick.<br />
En viktig del av KFI:s uppdrag är att göra en långsiktig strategisk plan för<br />
svenska forskares <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> infrastrukturer. Planen ska uppdateras årligen<br />
och gälla allt från planering, utveckling och drift <strong>till</strong> avveckling av forskningsinfrastruktur.<br />
Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> har tagits fram<br />
av KFI och dess fyra beredningsgrupper. Grupperna ansvarar för bevakning,<br />
analys och uppföljning av infrastruktur inom följande områden:<br />
1 astronomi och subatomär forskning<br />
2 forskning om molekyler, celler och material<br />
3 forskning om jorden och dess nära omgivning<br />
4 e-science.<br />
Tyngdpunkten i Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> ligger på områdesöversikter<br />
där existerande och planerad forskningsinfrastruktur sätts i<br />
sitt sammanhang. I rapporten förs även fram ett antal rekommendationer<br />
där mogna infrastrukturprojekt med stor betydelse för framtida forskning<br />
identifieras. Dessutom nämns ett antal områden där ytterligare utredningar<br />
behövs.<br />
Stockholm 7 juni 2006<br />
Madelene sandström lars Börjesson<br />
Ordförande KFI Huvudsekreterare KFI
inneHåll<br />
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner 6<br />
1 introduktion 6<br />
Begreppet forskningsinfrastruktur – definition och avgränsningar 7<br />
2 förutsättningar för forskningsinfrastruktur 8<br />
Miljö, kompetens och finansiering 9<br />
Internationella tendenser 10<br />
Kategorisering av forskningsinfrastruktur 11<br />
3 rekommendationer 12<br />
Generella principer 13<br />
Högsta prioritet: Fullfölja uppbyggnad av redan beslutade infrastrukturer 13<br />
Hög prioritet: Forskningsinfrastrukturprojekt mogna för ställningstagande<br />
inom ett år 15<br />
Infrastrukturer eller områden med stor potential 17<br />
Långsiktiga förslag av paneuropeiskt intresse 20<br />
del ii – OMrådesöversikter 22<br />
infrastruktur för astronomi och subatomär forskning 23<br />
Astronomi och astropartikelfysik 23<br />
Fusion 25<br />
Högenergifysik 26<br />
Kärnfysik 26<br />
Behov av forskningsinfrastruktur 27<br />
Rekommendationer 39<br />
5 infrastruktur för molekyl-, cell- och materialforskning 45<br />
Synkrotronljusforskning 45<br />
Frielektronlasrar 52<br />
Neutronspridning 55<br />
Renrum och nanolaboratorier 57<br />
Biomedicinsk infrastruktur 59<br />
Rekommendationer 68<br />
6 infrastruktur för forskning kring jorden och dess nära omgivning 72<br />
Forskning om jorden och dess nära omgivning 72<br />
Klimat 76<br />
Biosfären 78<br />
Litosfären 79<br />
Miljöforskning 80<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
inneHåll<br />
Datahantering 81<br />
Rekommendationer 81<br />
Sammanställning av infrastrukturer 89<br />
7 infrastruktur för e-science 91<br />
Datanät 93<br />
Beräkningsresurser 97<br />
Digitaliserade forskningsdatabaser 102<br />
Rekommendationer 111<br />
BilagOr<br />
1 ledaMöter i kfi OCH kfi:s Beredningsgrupper 2005–2006 114<br />
2 arBetet Med <strong>guide</strong>n, BedöMningskriterier, fraMtida uppdatering 116<br />
3 akrOnyMer 119<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 5
del i – Bakgrund OCH<br />
rekOMMendatiOner<br />
1 introduktion<br />
Gemensam forskningsinfrastruktur, alltifrån avancerade acceleratoranläggningar<br />
<strong>till</strong> beräkningsresurser, datanät och öppna databaser, är ofta<br />
helt avgörande för nya genombrott i forskningen. Inom många områden<br />
samarbetar man därför i allt större sammanhang, nationellt, internationellt<br />
eller globalt för att förverkliga de faciliteter som behövs för nya framsteg.<br />
Exempel på områden som är extremt beroende av avancerad infrastruktur<br />
är partikelfysiken som söker kunskap om det innersta i materians struktur<br />
och universums uppkomst, och fusionsforskningen som strävar efter<br />
att åstadkomma en näst in<strong>till</strong> outtömlig energikälla genom att efterlikna<br />
de processer som sker i solen. I båda exemplen samverkar forskare i globala<br />
organisationer för att kunna bygga de avancerade anläggningar som krävs<br />
för att ta nästa steg i utvecklingen. Tendensen mot allt större infrastruktursamarbeten<br />
märks även inom andra områden som <strong>till</strong> exempel humaniora<br />
och samhällsvetenskap, miljö- och klimatforskning, materialforskning och<br />
inom livsvetenskaperna. Utvecklingen mot storskaliga infrastrukturer ställer<br />
allt högre krav på långsiktighet och planering bland forskare och forskningsfinansiärer.<br />
Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> är Sveriges första långsiktiga<br />
plan för forskningsinfrastruktur. Den har ett tidsperspektiv på tio <strong>till</strong> tjugo<br />
år och kommer att användas som underlag vid diskussioner om finansiering<br />
av framtida infrastrukturer, dels inom Vetenskapsrådet, dels med andra<br />
forskningsfinansiärer nationellt och internationellt. Guiden ska ses som en<br />
aktuell översikt av behovet av forskningsinfrastruktur för en svensk grundforskning<br />
i världsklass, men är inte en strikt prioriteringslista och innebär<br />
inte något löfte om finansiering. Rapporten kommer att revideras årligen,<br />
nästa version är planerad <strong>till</strong> sommaren 2007 och kommer att användas i<br />
Vetenskapsrådets underlag för nästa forskningsproposition.<br />
Vetenskapsrådet verkar för att svenska forskare ska få <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> och kan<br />
delta i utveckling av infrastruktur för forskning av högsta kvalitet inom<br />
alla vetenskapsområden. I Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> beskrivs<br />
behov av utveckling av ny infrastruktur, ges rekommendationer på<br />
uppgradering av existerande infrastruktur eller utfasning av infrastruktur<br />
6 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
som inte kommer att vara konkurrenskraftig. Områden eller faciliteter där<br />
ytterligare utredningar behöver göras identifieras också.<br />
Begreppet forskningsinfrastruktur – definition och avgränsningar<br />
Med forskningsinfrastruktur menas <strong>till</strong> exempel forskningsanläggningar,<br />
databaser eller omfattande datanät. Infrastrukturer för grundläggande<br />
forskning som faller inom Vetenskapsrådets ansvarsområde ska helt eller<br />
delvis uppfylla följande generella kriterier; de ska:<br />
• vara av brett nationellt intresse<br />
• ge förutsättningar för världsledande forskning<br />
• utnyttjas av ett flertal forskargrupper/användare med högt kvalificerade<br />
forskningsprojekt<br />
• vara så omfattande att enskilda grupper inte kan driva dem på egen hand<br />
• har en långsiktig planering för vetenskapliga mål, finansiering och utnyttjande<br />
• vara öppet och enkelt <strong>till</strong>gängliga för forskare och ha en plan för hur <strong>till</strong>gängligheten<br />
ska förbättras (gäller både utnyttjande av <strong>infrastrukturen</strong>,<br />
<strong>till</strong>gång <strong>till</strong> insamlade data och presentation av resultat)<br />
Utöver de generella kriterierna kan andra aspekter spela in vid bedömningen.<br />
Det kan <strong>till</strong> exempel vara <strong>infrastrukturen</strong>s forskningsstrategiska betydelse,<br />
att den är avgörande för kompetensuppbyggnad eller andra speciella förutsättningar.<br />
Den forskningsinfrastruktur KFI ansvarar för är <strong>till</strong> stor del given av<br />
Vetenskapsrådets (och dess föregångares) tidigare åtaganden. Exempelvis<br />
hanterar KFI i nuläget inte bibliotek och museisamlingar trots att de i en<br />
vidare mening och i vissa fall skulle kunna klassas som infrastruktur enligt<br />
ovanstående allmänna kriterier. Inte heller handhar KFI rymdbaserad<br />
forskningsinfrastruktur. För dessa faciliteter har andra myndigheter ansvar.<br />
Utvidgning av ansvarsområden för infrastruktur utanför Vetenskapsrådets<br />
nuvarande avgränsningar behöver rimligen åtföljas av motsvarande utvidgade<br />
möjligheter <strong>till</strong> finansiering.<br />
Trots dessa begränsningar är det viktigt att framhålla att en plan för<br />
forskningens utnyttjande av infrastruktur varken kan eller ska bortse från<br />
att forskning också är beroende av infrastruktur som administreras och/eller<br />
finansieras av andra myndigheter och organisationer än Vetenskapsrådet.<br />
KFI avser därför att fortsättningsvis föra en utökad dialog med dessa<br />
om status och planer för utvecklingen av infrastrukturer som har särskild<br />
betydelse för forskning av hög kvalitet inom alla vetenskapsområden. Denna<br />
rapport har ett tydligt fokus på infrastrukturer för grundforskning, men<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 7
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
utan tvekan finns det flera andra infrastrukturer som är av stort värde för<br />
olika typer av <strong>till</strong>ämpad eller riktad forskning. De har inte behandlats i<br />
denna rapport, trots att de i flera fall också kan vara intressanta att utnyttja<br />
för grundläggande forskning. KFI kommer att fortsätta undersöka detta<br />
gränsområde.<br />
2 förutsättningar för forskningsinfrastruktur<br />
En tendens inom många vetenskapsområden är att gemensam forskningsinfrastruktur,<br />
alltifrån avancerade acceleratoranläggningar <strong>till</strong> beräkningsresurser,<br />
datanät och öppna databaser, får allt större betydelse för forskares<br />
möjligheter att bedriva ledande forskning. Ofta är <strong>infrastrukturen</strong> och dess<br />
prestanda helt avgörande för forskningens framsteg. Några exempel:<br />
• Omfattande databaser är en förutsättning för stora delar av den samhällsvetenskapliga<br />
forskningen<br />
• Kunskapen om materiens innersta beståndsdelar är helt avhängig partikelacceleratorer<br />
• Kunskapen om universum och dess utveckling är beroende av observationer<br />
med olika typer av teleskop<br />
• Kunskapen om molekylers och materials atomära struktur och funktion<br />
är beroende av en hel rad av metoder, där bland annat faciliteter för<br />
synkrotron- och neutronstrålning spelar en avgörande roll<br />
• Möjligheterna att utforska polartrakterna och havsbottnarna är beroende<br />
av forskningsfartyg<br />
• Klimatforskningen är beroende av globala detektionssystem för att följa<br />
klimatförändringar<br />
• Högpresterande datorer är avgörande för vår förmåga att analysera omfattande<br />
data eller simulera förlopp inom de flesta vetenskapsområden.<br />
Dessa verktyg för forskningen är oftast gemensamma för forskare inom respektive<br />
fält och kan användas av dem efter vetenskaplig konkurrens. De<br />
vetenskapliga utmaningarna <strong>till</strong>sammans med teknikutvecklingen driver<br />
dessa faciliteter <strong>till</strong> att ligga vid fronten för vad man kan åstadkomma och<br />
ger därför stora möjligheter för banbrytande forskning.<br />
Verktygen för forskningen har ofta blivit så avancerade, dyrbara eller<br />
komplexa att samverkan mellan aktörer med kompletterande kompetenser<br />
i en region, nationellt, internationellt eller globalt, har blivit nödvändigt.<br />
Det kan gälla såväl design och konstruktion som drift eller uppgradering<br />
av <strong>infrastrukturen</strong>. En noggrann och långsiktig planering och prioritering<br />
8 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
av infrastrukturer är väsentlig för forskningens utveckling eftersom de öppnar<br />
nya och unika vetenskapliga möjligheter, men samtidigt medför omfattande<br />
investeringar och långsiktiga åtaganden i form av drift och uppgradering.<br />
Miljö, kompetens och finansiering<br />
Forskningsinfrastrukturer har ofta flera funktioner. Förutom som forskningsverktyg<br />
är de ofta viktiga för utbildning av nya forskare i avancerade<br />
forskningsmetoder, fungerar som samlingspunkt för forskare från olika<br />
universitet, länder och discipliner och därmed för utveckling av ny tvärdisciplinär<br />
forskning. De genererar ofta en avsevärd teknisk kompetens som är av<br />
intresse för näringsliv och de får då en stor regional betydelse för utveckling<br />
och ekonomi.<br />
För att en forskningsanläggning, ett nätverk, en databas eller en annan<br />
gemensam facilitet för forskning ska kunna utnyttjas så effektivt som<br />
möjligt räcker det inte med avancerad teknik och samordning, miljön<br />
kring <strong>infrastrukturen</strong> måste också uppfylla andra krav funktionalitet. Det<br />
kan exempelvis gälla organisation för ta emot och ge service <strong>till</strong> externa<br />
användare, olika typer av specialistkompetens för drift och utveckling av<br />
funktion, specialiserade byggnader och verkstäder för konstruktion och<br />
reparation av utrustning.<br />
För att gemensam, öppet <strong>till</strong>gänglig forskningsinfrastruktur vid universitet<br />
eller andra organisationer ska kunna fungera väl och utnyttjas effektivt<br />
gäller det att de inblandade parterna tidigt kommer överens om former för<br />
finansieringen, inte bara för uppbyggnaden, utan också för drift och avveckling.<br />
De universitet eller organisationer som är värd för en större forskningsinfrastruktur<br />
behöver uppfylla krav på kompetensförsörjning, bland<br />
annat genom att <strong>till</strong>godose behoven av teknisk- och driftspersonal. Det är<br />
också viktigt att <strong>infrastrukturen</strong> och användningen av den kan utvecklas<br />
kontinuerligt. Detta kan ske genom att knyta forskning vid universitet <strong>till</strong><br />
infrastrukturutvecklingen eller forskar- och/eller användarskolor <strong>till</strong> de<br />
större infrastrukturerna.<br />
De personer som tar på sig uppgiften att utveckla ny avancerad infrastruktur<br />
ger ett ovärderligt bidrag <strong>till</strong> forskningens framtid. Tyvärr innebär<br />
det i många fall att den egna framtida forskarkarriären riskerar att halka<br />
efter. Hur detta dilemma ska lösas måste utredas närmare, men ett tänkbart<br />
alternativ skulle kunna vara att den som svarar för infrastruktur inte<br />
enbart gör detta utan samtidigt ges möjligheter <strong>till</strong> att avsätta tid för egen<br />
forskning samt att olika infrastrukturuppdrag bättre <strong>till</strong>godoräknas i meriteringen<br />
vid <strong>till</strong>sättning av akademiska tjänster.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 9
internationella tendenser<br />
I flera länder pågår strategiska arbeten med att ta fram så kallade roadmaps<br />
för forskningsinfrastruktur. I USA har detta nyligen gjorts bland annat av<br />
Department of Energy (DOE) 1 , National Science Foundation (NSF) 2 , och<br />
National Institutes of Health (NIH) 3 . I Europa pågår ett omfattande arbete<br />
för att ta fram en roadmap för paneuropeisk forskningsinfrastruktur för alla<br />
forskningsområden inom European Strategy Forum on Research Infrastructures<br />
(ESFRI) 4 . ESFRI:s roadmap blir klar under hösten 2006. Storbritannien<br />
har genom Research Councils UK 5 nyligen tagit fram en roadmap<br />
för forskningsinfrastruktur och i Danmark har Forskningsstyrelsen gjort en<br />
omfattande inventering av befintlig forskningsinfrastruktur samt framtida<br />
behov. 6<br />
ESFRI:s roadmap utformas av 15 expertgrupper inom områdena fysik och<br />
teknikvetenskap, bio- och medicinska vetenskaper samt humaniora och<br />
samhällsvetenskap. Expertgrupperna kommer att rekommendera att ett<br />
antal infrastrukturprojekt som har högt vetenskapligt värde och som är <strong>till</strong>räckligt<br />
mogna tekniskt-vetenskapligt ska förverkligas. För att komma med<br />
på den europeiska roadmapen måste ett medlemsland ha föreslagit <strong>infrastrukturen</strong><br />
och dessutom vara berett att ta ledningen när den ska realiseras.<br />
Expertgruppernas bedömningar blev klara strax före sommaren 2006 och<br />
ESFRI:s sammanvägda roadmap publiceras i oktober 2006. Förverkligandet<br />
av dessa infrastrukturer är sedan föremål för bi- och multilaterala förhandlingar.<br />
Att EU har en i det närmaste obefintlig budget för konstruktion av<br />
nya infrastrukturer innebär att finansieringen måste komma från medlemsländerna.<br />
Däremot finns möjligheter inom det sjunde ramprogrammet att<br />
finansiera förberedande arbete för nya infrastrukturer, alltifrån designstudier<br />
<strong>till</strong> framtagandet av dokument för multilaterala avtal.<br />
Det är viktigt för Sverige att ta del av ESFRI:s arbete och förhålla sig <strong>till</strong><br />
den första planen för gemensam europeisk forskningsinfrastruktur. Flera av<br />
de föreslagna infrastrukturerna är avsedda att användas inom forskningsområden<br />
där Sverige idag intar en ledande ställning. Genom att aktivt delta<br />
i utformningen av dem får svenska forskare <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> mycket konkurrenskraftig<br />
infrastruktur och ges dessutom möjlighet att vässa sin kompetens<br />
1 http://www.science.doe.gov/Scientific_User_Facilities/History/20-Year-Outlook-screen.pdf<br />
2 http://www.nsf.gov/attachments/102806/public/NSFFacilityPlan.pdf<br />
3 http://nihroadmap.nih.gov/<br />
4 http://www.cordis.lu/esfri/roadmap.htm<br />
5 http://www.ost.gov.uk/research/funding/lfroadmap/2005/lfroadmap2005.pdf<br />
6 http://www.forskningsinfrastruktur.dk/<br />
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
10 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
genom att delta i utvecklingen. I vissa fall kan det vara aktuellt att ansluta<br />
svenska faciliteter i form av lokala noder. Ny forskningsinfrastruktur är ofta<br />
teknikdrivande och det är viktigt för både teknik och metodutveckling i<br />
Sverige att svenska forskare, doktorander och studenter tar del av den<br />
senaste utvecklingen vid de mest avancerade faciliteterna.<br />
Eftersom den europeiska planen blir offentlig efter den svenska har KFIledamöterna<br />
så långt det varit möjligt tagit del av ESFRI:s expertgruppers<br />
preliminära rekommendationer och försökt bedöma hur stort intresset för de<br />
föreslagna infrastrukturerna är för det svenska forskarsamhället. Ett antal av de<br />
infrastrukturer som fanns med på ESFRI:s ”List of opportunities”, som sändes<br />
in <strong>till</strong> EU-kommissionen i början av 2005, och som bedöms vara särskilt<br />
intressanta för svenska användare, beskrivs i avsnittet ”Långsiktiga förslag av<br />
paneuropeiskt intresse”. Det är sannolikt fler av de infrastrukturer som slutligen<br />
platsar i ESFRI:s roadmap som kommer att vara av stort intresse för svenska<br />
forskare. Speciellt gäller det flera av infrastrukturerna som föreslås inom<br />
livsvetenskaperna, humaniora och samhällsvetenskaperna, eftersom de varit<br />
mindre etablerade på paneuropeisk nivå innan ESFRI-processen startade.<br />
kategorisering av forskningsinfrastruktur<br />
Det finns många benämningar på olika typer av forskningsinfrastruktur<br />
som är mer eller mindre väldefinierade. Inom forskningsinfrastrukturområdet<br />
används <strong>till</strong> exempel forskningsanläggning, internationella och nationella<br />
anläggningar, nationell resurs, core facilities, teknikplattformar och<br />
kompetenscenter. Vissa av begreppen används dessutom olika vid olika <strong>till</strong>fällen.<br />
KFI har därför valt att göra en kategorisering som undviker tvetydigheten<br />
i de använda begreppen.<br />
Infrastrukturer för forskning kan delas upp på kategorier utifrån deras<br />
<strong>till</strong>gänglighet för svenska forskare och hur ansvaret för drift och utnyttjande<br />
regleras. Kategorierna är då oberoende av kostnader och forskningsområde.<br />
Det medför att liknande infrastrukturer kan finnas i olika kategorier beroende<br />
på hur de används. Exempelvis hamnar en utrustning som är placerad<br />
vid ett universitet och som främst används av interna forskargrupper i en<br />
annan kategori än en identisk utrustning vars <strong>till</strong>gänglighet styrs av vetenskaplig<br />
prioritering efter en öppen utlysning. Kategorierna är:<br />
A Infrastrukturer som drivs i internationell samverkan enligt en konvention.<br />
B Infrastrukturer som drivs i internationell samverkan och som är öppet<br />
<strong>till</strong>gängliga.<br />
C Faciliteter eller databaser på nationell nivå som är öppet <strong>till</strong>gängliga för<br />
alla forskare. Vid begränsad resurs fördelas <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> faciliteten efter<br />
kvalitetsprioritering.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 11
D Nätverk av noder av Typ E (nedan) på nationell nivå som verkar för öppen<br />
<strong>till</strong>gänglighet bland forskare samt specialisering och komplementaritet<br />
mellan noderna.<br />
E Större utrustning eller databas som används gemensamt av forskargrupper<br />
främst vid en fakultet eller större institution.<br />
F Utrustning i en forskargrupps laboratorier eller databas på forskargruppsnivå.<br />
Används främst av forskargruppen, men kan även delvis användas i<br />
samarbeten med andra forskargrupper.<br />
Svenska myndigheter stödjer och administrerar forskningsinfrastrukturer<br />
inom alla kategorier men stödet hanteras olika. Kategori A hanteras av<br />
oftast av myndigheter men beslut om medverkan fattas av regeringen och<br />
är i form av avtal mellan stater. Kategori B hanteras, finansieras och beslutas<br />
oftast av myndigheter. Kategori C och D stöds oftast av myndigheter<br />
och andra forskningsfinansiärer i samverkan med universitet och högskolor.<br />
Stödet från Vetenskapsrådet <strong>till</strong> kategorierna E och F ges oftast i form<br />
bidrag <strong>till</strong> dyrbar vetenskaplig utrustning eller <strong>till</strong> stora databaser.<br />
I vissa fall har en samordning gjorts för att göra kategori E- och F-faciliteter<br />
mer öppna för gemensamt nationellt användande, <strong>till</strong> exempel genomförd<br />
för laboratorier för nanoforskning (my-fab), beräkningsresurser<br />
(SNIC) och av databaser för forskning inom medicin och samhällsvetenskap<br />
(DISC/SIMSAM).<br />
Flera internationella och större nationella infrastrukturer använder sig<br />
idag av öppen utlysning där användning sker efter kvalitetsprövning i konkurrens.<br />
Erfarenheten visar att utvecklingen av <strong>infrastrukturen</strong> och forskningen<br />
som utförs där vinner på att de bästa projekten får <strong>till</strong>träde.<br />
3 rekommendationer<br />
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
I arbetet med områdesöversikter har, förutom de existerande infrastrukturer<br />
som kartlagts, ett antal infrastrukturprojekt eller områden med olika grad<br />
av mognad och behov av åtgärder identifierats. Dessa har delats in i: redan<br />
beslutade infrastrukturer som är under uppbyggnad, infrastrukturprojekt<br />
mogna för ställningstagande inom ett år, infrastrukturer eller områden med<br />
stor potential samt långsiktiga förslag av paneuropeiskt intresse. Förslagen<br />
finns mer detaljerat beskrivna i områdesöversikterna i Del II där de också<br />
sätts i sitt sammanhang.<br />
Nedan ges både ett antal allmänna och mer specifika rekommendationer<br />
beroende på <strong>infrastrukturen</strong>s eller områdets mognadsgrad. Vetenskapsrådets<br />
<strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> kommer att revideras årligen; händelser och utred-<br />
12 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
ningar under det kommande året kommer att påverka den uppdaterade versionen.<br />
generella principer<br />
• Vid finansiering av forskningsinfrastruktur ska balans eftersträvas mellan<br />
investering i infrastruktur och drift och användning för forskning.<br />
• Samordning av forskningsinfrastruktur ska ske där det är möjligt för ett<br />
effektivt utnyttjande av resurser och kompetens.<br />
• Forskningsinfrastrukturer och data som produceras där bör göras så öppet<br />
<strong>till</strong>gängliga som möjligt för andra forskare.<br />
• Där efterfrågan på användningen är stor bör prioriteringssystem användas<br />
så att det är forskning av den högsta kvaliteten som får <strong>till</strong>gång <strong>till</strong><br />
faciliteterna.<br />
• I planeringen av ny infrastruktur ska dess relation <strong>till</strong> annan befintlig<br />
eller planerad infrastruktur belysas.<br />
Högsta prioritet: fullfölja uppbyggnad av redan beslutade infrastrukturer<br />
Det är viktigt att fullfölja de infrastrukturprojekt som är under uppbyggnad<br />
där Sverige eller Vetenskapsrådet redan förbundit sig att delta. Nedanstående<br />
infrastrukturer är i olika faser av uppbyggnad. Vetenskapsrådet, organisationer<br />
som Vetenskapsrådet stödjer, eller EU har sedan tidigare budgeterat<br />
för konstruktionen, men det är också väsentligt att det planeras för dessa<br />
infrastrukturers drift och användning för högkvalitativ forskning.<br />
• Atacama Large Millimeter Array (ALMA). (Kat A) Världsledande interferometerteleskop<br />
för strålning i millimetervåglängdsområdet under uppbyggnad<br />
i norra Chile av Europa, Nordamerika och Japan. Anläggningen<br />
beräknas bli tagen i drift omkring 2011. Svenska astronomer från Onsala<br />
rymdobservatorium är engagerade i konstruktionen av flera detektorer<br />
<strong>till</strong> projektet. Målet med forskningen vid ALMA är att öka förståelsen<br />
av universums och galaxernas uppkomst och utveckling. Den europeiska<br />
delen av projektet finansieras inom budgeten för European Southern<br />
Observatory (ESO), där Sverige är medlem. En gemensam nordisk plattform<br />
för utnyttjande av ALMA diskuteras. Den svenska medlemsavgiften<br />
för 2006 är 32 miljoner kronor per år.<br />
• DISC (Database InfraStructure Committee). (Kat C) Nyligen inrättad<br />
organisation med uppdrag att ta ett övergripande ansvar för forskningsdatabaser<br />
som infrastruktur. Fokus ligger på individbaserade mikrodata<br />
för världsledande forskning inom områdena samhälle, ekonomi och<br />
hälsa. DISC:s verksamhet är under uppbyggnad och Vetenskapsrådet<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 13
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
ökar bidragen gradvis upp <strong>till</strong> cirka 59 miljoner kronor för 2009. Utvärdering<br />
av verksamheten är planerad <strong>till</strong> 2009.<br />
• IceCube. (Kat B) Världens ledande teleskop för neutrinofysik är under<br />
uppbyggnad vid sydpolen av USA, Tyskland, Sverige och Belgien. IceCube<br />
består av ett tusental detektorer som placerats djupt ned i Antarktis is<br />
vid sydpolen och som täcker en volym av en kubikkilometer. Detektorn<br />
ska användas för observation av högenergetiska neutriner alstrade av olika<br />
astronomiska objekt. IceCube byggs successivt ut och beräknas stå klart<br />
runt 2010, men används redan nu under konstruktionsfasen. Driftsfasen<br />
som startar 2007 kräver nya resurser och Sveriges del av dessa är beräknade<br />
<strong>till</strong> cirka 1 miljon kronor per år.<br />
• ITER. (Kat A). Fusionsanläggning som blir bryggan mellan dagens<br />
plasmafysikstudier och morgondagens energiproducerande fusionskraftverk.<br />
ITER byggs i Cadarache i södra Frankrike i samarbete mellan<br />
EU, Indien, Japan, Kina, Korea, Ryssland och USA. Anläggningen beräknas<br />
tas i drift 2016. Sverige bidrar <strong>till</strong> uppbyggnaden av ITER huvudsakligen<br />
inom ramen för EU:s organisation Euratom. För svenska forskare<br />
som deltar i ITER-uppbyggnaden behövs finansiering från forskningsråd<br />
och myndigheter. Nuvarande finansieringsformer på Vetenskapsrådet<br />
är inte väl anpassade för medverkan i denna typ av projekt, därför behöver<br />
alternativa finansieringsmodeller diskuteras inom Vetenskapsrådet<br />
och med andra finansiärer som Energimyndigheten.<br />
• Large Hadron Collider (LHC), partikelacceleratorn vid CERN (Kat A)<br />
som samlar all ledande expertis i världen för nästa generations partikelfysikexperiment.<br />
Sverige har investerat betydande belopp i detektorerna<br />
ATLAS och ALICE. Testkörningar av LHC är planerade <strong>till</strong> hösten 2007<br />
och ska sedan tas i bruk för fysikexperiment under 2008. Målet med de<br />
olika experimenten vid LHC är att studera materiens minsta beståndsdelar<br />
för att bland annat försöka förstå hur universum bildades och vilka<br />
fundamentala krafter som styr vår värld. Sverige betalar en medlemsavgift<br />
<strong>till</strong> CERN som för år 2006 uppgår <strong>till</strong> cirka 160 miljoner kronor. Utöver<br />
denna avgift <strong>till</strong>kommer driftskostnader för experimenten baserade<br />
på antalet forskare med doktorsexamen. Betydande resurser för datalagring<br />
och beräkningar <strong>till</strong>kommer, där hårdvarubehovet har uppskattats<br />
innebära en investering på 34 miljoner kronor under en treårsperiod – se<br />
NDGF nedan.<br />
• MAX-lab (Kat C) är ett internationellt ledande synkrotronljuslaboratorium<br />
med över 600 användare per år. MAX-lab används för forskning<br />
om elektronisk, molekylär och atomär struktur och dynamik inom flera<br />
discipliner som <strong>till</strong> exempel materialvetenskap, strukturbiologi, fasta<br />
<strong>till</strong>ståndets fysik, kemi, och geologi. Verksamheten är baserad på tre lag-<br />
1 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
ringsringar (MAX I, MAX II, MAX III) för elektroner där både MAX<br />
II och MAX III fortfarande befinner sig i ett uppbyggnadsskede. Till<br />
detta bidrar Vetenskapsrådet med omkring 80 miljoner kronor under<br />
fem år. Som nationellt laboratorium får MAX-lab även ett driftsstöd från<br />
Vetenskapsrådet på omkring 40 miljoner kronor. För den fortsatta utbyggnaden<br />
av nya strålrör och instrumentering kommer det att krävas ytterligare<br />
resurser.<br />
• Nordisk datagridfacilitet (NDGF). (Kat B) Samnordisk facilitet för<br />
beräkningsresurser som utnyttjar sammankoppling av datorer genom<br />
den så kallade gridtekniken. NDGF får <strong>till</strong> att börja med en viktig roll för<br />
behandling av data när experimenten vid CERN:s stora partikelaccelerator<br />
LHC (Large Hadron Collider) startar under 2008, men gridberäkningar<br />
ska även göras lätt <strong>till</strong>gängliga för forskare från andra områden. Det är<br />
av högsta prioritet är att skapa kompatibilitet mellan NDGF och den europeiska<br />
gridtekniken som utvecklats inom det europeiska projektet för<br />
gridutveckling, EGEE. NDGF:s finansiering från Vetenskapsrådet är 2,9<br />
miljoner kronor 2006 och 4,4 miljoner kronor 2007. Ytterligare finansiering<br />
av hårdvara i respektive land är nödvändig, bland annat för att möta<br />
de stora lagrings- och beräkningsbehoven för data från LHC. (se LHC<br />
ovan). En första utvärdering av uppbyggnaden av NDGF är planerad <strong>till</strong><br />
hösten 2007.<br />
Hög prioritet: forskningsinfrastrukturprojekt mogna för<br />
ställningstagande inom ett år<br />
Följande planerade forskningsinfrastrukturprojekt har identifierats vara av<br />
mycket stort intresse för forskarsamhället, ha stor betydelse för framtida<br />
forskning och ha nått en sådan mognadsgrad i planeringen att beslut om<br />
svensk medverkan behöver tas inom något år. För de flesta av projekten<br />
(ESS, XFEL och FAIR) kommer beslut om konstruktion att ske i internationellt<br />
samarbete. Därmed kommer andra finansiärer att stå för huvuddelen<br />
av uppbyggnad och driften. Det svenska deltagandet för alla dessa projekt<br />
kommer inte att kunna finansieras av Vetenskapsrådet såvida inte nya medel<br />
<strong>till</strong>förs. Det kommer därför att ske en avvägning om vilka projekt som är<br />
mest angelägna och som bäst uppfyller Vetenskapsrådets kriterier på forskningsinfrastruktur.<br />
Inför beslut sker en utvärdering av detaljerade underlag<br />
i form av tekniska beskrivningar, vetenskaplig motivering och modeller för<br />
finansiering. Den årliga driftsbudgeten för nedanstående projekt ligger på<br />
omkring tio procent av investeringskostnaderna.<br />
• European Spallation Source (ESS). (Kat A) Sameuropeiskt projekt för konstruktion<br />
av världens kraftfullaste neutronspridningsfacilitet. ESS höga<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 15
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
neutronintensitet öppnar för nya fält inom bland annat material- och<br />
biovetenskap. Sverige är ett av flera tänkbara värdländer, Spanien, England<br />
och Ungern är de hetaste konkurrenterna. I en rapport av Allan Larsson<br />
<strong>till</strong> regeringen rekommenderas starkt ett svenskt värdskap utifrån forsknings-,<br />
näringslivs- och samhällsekonomiska aspekter. Remissinstanserna<br />
var <strong>till</strong> en klart övervägande majoritet positiva <strong>till</strong> förslagen i rapporten.<br />
Av vetenskapliga skäl är ESS högt prioriterad oavsett var den byggs. De<br />
främsta motiven för svenskt värdskap är de effekter en världsledande anläggning<br />
av den här omfattningen har på forskning, teknikutveckling,<br />
kompetensuppbyggnad och näringslivssamverkan inom material och bioteknikområdena<br />
i Sverige. Den stora internationella medverkan förväntas<br />
bland annat innebära betydande inflöden av internationell kompetens<br />
inom dessa områden. En av förutsättningarna för svenskt värdskap är<br />
därför att den största delen av den svenska finansieringen kommer från<br />
näringspolitiskt håll. Den svenska andelen av den totala konstruktionskostnaden<br />
bestäms i förhandlingar, men väntas bestå av två delar, en del<br />
som alla medverkande länder betalar och som är relaterad <strong>till</strong> BNP och en<br />
del som värdlandet betalar och som motiveras av de fördelar värdlandet<br />
får av placeringen i det egna landet. Ett besked om avsiktningsförklaring<br />
från regeringen förväntas inom kort. Total konstruktionskostnad beräknas<br />
<strong>till</strong> 11 miljarder kronor.<br />
• FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research). (Kat A) Världsledande acceleratoranläggning<br />
för hadron- och kärnfysik. Ett ursprungligen tyskt<br />
projekt som utvecklas <strong>till</strong> ett internationellt samarbetsprojekt. Tyskland<br />
står för 75 % av investeringskostnaden på cirka 11 miljarder kronor. Svenska<br />
forskare är väl representerade i ledande roller för flera av de delprojekt<br />
som ingår i FAIR. Samtliga svenska grupper inom kärn- och hadronfysik<br />
prioriterar FAIR högt och vill utföra huvuddelen av sin framtida forskning<br />
där. Sverige kan bidra med avsevärda in-kind bidrag (bland annat<br />
med acceleratorn CRYRING som håller på att avvecklas vid Stockholms<br />
universitet) <strong>till</strong> konstruktionen av faciliteten. Vetenskapsrådet har deltagit<br />
i förberedelserna med att ta fram nödvändiga tekniskt-vetenskapliga<br />
dokument liksom avtal och kostnadsberäkningar inför kommande beslut.<br />
Den tyska forskningsministern har skrivit <strong>till</strong> Kultur- och utbildningsdepartementet<br />
och inbjudit <strong>till</strong> bilaterala förhandlingar om ett svenskt<br />
deltagande. Dessa förhandlingar kan förväntas starta under hösten 2006.<br />
Kostnaden för det svenska deltagandet beror bland annat på hur olika<br />
typer av in-kind bidrag kommer att värderas. Vetenskapsrådet rekommenderar<br />
att förhandlingar om medlemskap inleds.<br />
• MAX IV. (Kat B-C) Synkrotronljuslaboratoriet MAX-lab har presenterat<br />
en ny okonventionell design av ”framtidens ljuskälla”, MAX IV. Anlägg-<br />
16 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
ningen planeras uppnå prestanda mångfalt bättre än dagens existerande<br />
synkrotronljuskällor för studier av material och molekyler inom biologi,<br />
kemi, fysik, materialvetenskap, geologi etc. Den konceptuella tekniska<br />
designen har nyligen utvärderats av en internationell expertgrupp på<br />
uppdrag av Vetenskapsrådet med positivt resultat. En stor mängd svenska<br />
forskare har varit delaktiga i framtagande av den vetenskapliga motiveringen.<br />
Det finns ett intresse från forskare i övriga nordiska länder (utom<br />
Island) för MAX IV och de övriga nordiska forskningsråden kommer<br />
därför att sända representanter <strong>till</strong> utvärderingen. Medfinansiering från<br />
andra länder krävs för att genomföra projektet. Den totala investeringskostnaden<br />
uppskattas <strong>till</strong> cirka 2,3 miljarder kronor och driftskostnaden<br />
<strong>till</strong> cirka 220 miljoner kronor per år. En utvärdering av den vetenskapliga<br />
motiveringen är planerad <strong>till</strong> hösten 2006.<br />
• Röntgenfrielektronlasern XFEL. (Kat A) En röntgenfrielektronlaser är<br />
för många forskare den ultimata strålkällan. Den korta pulsstrukturen<br />
(femtosekund) för röntgenstrålning med en miljard gånger högre<br />
briljans än dagens synkrotronljuskällor möjliggör helt nya studier av<br />
ultrasnabba fenomen och strukturer i molekyler och material. Detta<br />
kommer att öppna nya forskningsfält, främst inom femtokemi, strukturbiologi<br />
och kondenserade materiens fysik men även inom materialvetenskap<br />
och plasmafysik. Tyskland står för 60 % av investeringskostnaden<br />
på totalt cirka 9 miljarder kronor. Flera svenska grupper har varit<br />
tongivande i framtagandet av den vetenskapliga motiveringen och är<br />
aktiva i utnyttjandet av olika prototyper för röntgenfrielektronlasrar.<br />
Vetenskapsrådet har deltagit i förberedelser för att ta fram nödvändiga<br />
tekniskt-vetenskapliga dokument liksom avtal och kostnadsberäkningar<br />
inför kommande beslut. Den tyska forskningsministern har skrivit<br />
<strong>till</strong> Kultur- och utbildningsdepartementet och inbjudit <strong>till</strong> bilaterala<br />
förhandlingar om ett svenskt deltagande. Dessa förhandlingar kan förväntas<br />
starta under hösten 2006. Kostnaden för det svenska deltagandet<br />
beror bland annat på hur olika typer av in-kind bidrag kommer att värderas.<br />
Vetenskapsrådet rekommenderar att förhandlingar om medlemskap<br />
inleds.<br />
infrastrukturer eller områden med stor potential<br />
Dessa infrastrukturer eller områden har redan nu stor betydelse för framtidens<br />
forskning, men under arbetet med infrastruktur<strong>guide</strong>n har Vetenskapsrådet<br />
gjort bedömningen att deras potential skulle kunna höjas<br />
markant. Genom exempelvis ökad samordning, ny organisation eller uppbyggnad<br />
skulle dessa infrastrukturer eller områden bättre kunna komma<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 17
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
svensk forskning <strong>till</strong> godo. Nedan rekommenderas ett antal utredningar, i<br />
flera fall behöver de genomföras av eller i samråd med andra aktörer. De två<br />
utredningar som redan pågår presenteras först i listan nedan, förutom det<br />
står förslagen inte i prioritetsordning.<br />
• Samordning inom polarforskningen. Polarforskning är en samlande term<br />
för all forskning som bedrivs för att öka förståelsen om polarområdena,<br />
framförallt Arktis och Antarktis, eller som för andra syften utförs i polarområdena.<br />
För att få en bättre utväxling av Sveriges satsningar på polarforskning<br />
krävs en större koordinering mellan logistik och forskningsdiscipliner.<br />
Hur en sådan koordinering kan se ut är under utredning och en<br />
rapport ska vara klar under andra halvåret 2006.<br />
• Mikrofabrikation. (Kat C) Under snart tre år har Vetenskapsrådet, <strong>till</strong>sammans<br />
med Vinnova, Stiftelsen för Strategisk Forskning och Knut & Alice<br />
Wallenbergs stiftelse stött ett samarbete, My-fab, mellan tre renrumslaboratorier:<br />
Electrumlaboratoriet vid Kungliga tekniska högskolan, MC2<br />
på Chalmers och Ångströmlaboratoriet vid Uppsala universitet. Verksamheten<br />
ska enligt kontraktet med universiteten utvärderas innan avtalstidens<br />
utgång. Denna utvärdering genomförs under hösten 2006 och<br />
blir vägledande för ställningstaganden för fortsatta bidrag.<br />
• Databaser för klimat och miljöforskning. (Kat C) Data som används inom klimatforskning<br />
och annan miljörelaterad forskning samlas in av flera myndigheter<br />
och forskargrupper. De insamlade uppgifterna hanteras mycket<br />
olika och eftersom det inte finns någon standard för dokumentation och<br />
lagring är uppgifterna från olika insamlings<strong>till</strong>fällen sällan jämförbara.<br />
Data samlas in för skilda ändamål, som <strong>till</strong> exempel miljöövervakning och<br />
för forskning, men de olika användarnas behov av data sammanfaller ofta.<br />
Att inte samordna insamling och lagring är ett resursslöseri som drabbar<br />
de inblandade parterna. Vetenskapsrådet rekommenderar en utredning<br />
av hur samordning av datalagring kan ske och hur ökad och enkel <strong>till</strong>gänglighet<br />
kan åstadkommas för forskarna.<br />
• Utredning av infrastrukturer för biovetenskaperna. (Kat C) Inom biovetenskaperna<br />
finns stora behov av samordning av de insatser som olika<br />
finansiärer gör vad det gäller infrastruktur. Detta gäller flera olika forskningsområden<br />
som utvecklas snabbt, <strong>till</strong> exempel biomolekylär analys,<br />
bioimaging, nanobiologisk forskning och bioinformatik. Här spelar bland<br />
annat de biovetenskapliga core-faciliteterna som utvecklades med stöd<br />
från bland annat Knut och Alice Wallenbergs stiftelse en viktig roll.<br />
Deras fortsatta utveckling och <strong>till</strong>gänglighet bör belysas i ett nationellt<br />
perspektiv. Inom bioinformatiken bör såväl växt-, djur- som humanbiologisk<br />
information organiseras med målsättning att dels öka <strong>till</strong>gänglighet,<br />
via exempelvis portaler, dels möjliggöra effektiva och storskaliga analyser<br />
18 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
för avancerade användare. KFI kommer under det kommande året att<br />
diskutera dessa frågor med berörda intressenter för att komma med förslag<br />
på fortsatt hantering.<br />
• Biobanker. (Kat C) Stora mängder biomedicinska data om den svenska<br />
befolkningen, lagrad på ett sätt som är standardiserat och även juridiskt<br />
och etiskt acceptabelt, kommer att ge möjlighet <strong>till</strong> helt nya typer av storskaliga<br />
studier och uppföljningar inom ett flertal forskningsområden.<br />
KFI avser att <strong>till</strong>sammans med andra finansiärer delta i planeringen av<br />
hur forskningsbiobanker och medicinsk informatik kan samordnas och<br />
utvecklas <strong>till</strong> en nationell forskningsresurs med användning inom och<br />
utanför universitetssjukhusen. Det är lämpligt att utgå från den stora<br />
investering som Knut & Alice Wallenbergs stiftelse gjort inom området<br />
och om möjligt även se hur de svenska initiativen kan integreras med<br />
motsvarande satsningar i övriga nordiska länder.<br />
• Neutronspridning. (Kat B) Svenska forskares <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> neutronspridningsanläggningar<br />
behöver ses över under 2006. Flera alternativ att <strong>till</strong>godose<br />
forskarnas behov finns – en första åtgärd är att omförhandla avtal<br />
med ILL. Ett alternativ är att teckna avtal <strong>till</strong>sammans med övriga<br />
nordiska länder (eller alternativt andra länder) i form av ett konsortium.<br />
Ytterligare sätt att täcka svenska forskares behov av neutroner för<br />
forskning kan vara genom avtal med en kompletterande anläggning eller<br />
genom att svenska forskare ges möjlighet att delta i något ”CRG- instrument”<br />
(collaborating research group). Regeringens besked om eventuellt<br />
svenskt värdskap för ESS (European Spallation Source) kan starkt påverka<br />
utvecklingen inom området.<br />
• Relationen mellan olika anläggningar för materialstudier. (Kat C-E) Relationen<br />
mellan flera olika typer av anläggningar för materialstudier bör<br />
utredas. Detta gäller förutom neutron- och synkrotronkällor (se ovan),<br />
bland annat avancerade elektronmikroskop, NMR- och jonfaciliteter. Behov<br />
från andra vetenskapsområden, som <strong>till</strong> exempel arkeologi och bioteknik,<br />
bör belysas och inkluderas i utredningen.<br />
• Utredning om framtida storskalig datorresurs. (Kat C) Syftet är att utreda<br />
hur extrema beräkningsbehov ska <strong>till</strong>godoses. Det gäller extremt stora<br />
minnesbehov och/eller behov av processorer med extrem snabbhet, som<br />
SNIC (Swedish National Infrastructure for Computing) i dagsläget inte<br />
kan <strong>till</strong>godose. Forskargrupper med extrema behov kan potentiellt finnas<br />
inom <strong>till</strong> exempel livsvetenskaperna med områden som bioinformatik<br />
och strukturbiologi, inom materialvetenskap, klimatsimuleringar, högenergifysik<br />
och astrofysik.<br />
• Digitalisering inom humaniora. (Kat C-E) Kommittén DISC (Database InfraStructure<br />
Committee) inom Vetenskapsrådet inleder under 2006 en<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 19
utredning om vilka forskningsdatabaser inom humaniora som det är angeläget<br />
att digitalisera.<br />
• Utredning om humanistlaboratorier. (Kat C-E) Humanistlaboratorier kommer<br />
med all sannolikhet att spela en betydande roll i utvecklingen av<br />
humanistisk forskning framöver. Datorbaserad bearbetning av material<br />
(digitalisering, uppmärkning, analys, statistisk bearbetning, etc) blir allt<br />
mer väsentlig. Eftersom forskare inom humaniora ofta saknar bakgrundskunskaper<br />
i databehandling av forskningsmaterial, kommer de resurser<br />
som finns på humanistlaboratorierna i form av utrustning och teknisk<br />
personal att bidra <strong>till</strong> utveckling inom flera befintliga forskningsområden<br />
och <strong>till</strong> framväxt av nya, inte minst i flervetenskapliga sammanhang. I<br />
första hand avvaktar KFI resultat från DISC:s utredning om digitaliserade<br />
databaser inom humaniora.<br />
• Utredning om språkteknologi. (Kat C-E) Svensk forskning inom språkteknologi<br />
befinner sig i en unik situation i och med att ett välfungerande<br />
samarbete har vuxit fram mellan svenska universitet och tekniska högskolor.<br />
Det finns ett stort behov av att se över den nationella <strong>infrastrukturen</strong><br />
för språkteknologi och verka för samordning av databaser och<br />
analysverktyg. I första hand avvaktar KFI resultat från DISC:s utredning<br />
om digitaliserade databaser inom humaniora.<br />
• Kärnteknisk forskning. (Kat C) Genom den förändring av lagen om kärnteknikforskning<br />
som skedde genom riksdagens beslut den 20 april 2006<br />
och genom att verksamheten i Studsvik, som stöds av Vetenskapsrådet,<br />
är i förändring så har det inom kärnteknikområdet uppstått en helt ny<br />
situation. Översyn av detta område under hösten 2006 rekommenderas.<br />
långsiktiga förslag av paneuropeiskt intresse<br />
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
Några av de förslagna infrastrukturer som fanns med på den ”List of<br />
opportunities” som togs fram i början av 2006 av ESFRI (European Strategy<br />
Forum on Research Infrastructures) är av stort vetenskapligt intresse för<br />
svenska forskare. Flera ledande svenska forskare är med i olika stadier av<br />
planering och förstudier av planerade europeiska infrastrukturer. Förslagen<br />
är långsiktiga och kräver sameuropeisk finansiering samt ytterligare konkretisering<br />
innan Vetenskapsrådet gör någon rekommendation. Fler förslag<br />
kommer att bli tydliga och aktuella att diskutera mer ingående när ESFRI<br />
presenterar sin roadmap i oktober 2006, speciellt inom livsvetenskaperna<br />
samt humaniora och samhällsvetenskap. Se även rekommendationer om de<br />
europeiska projekten ESS, FAIR och XFEL under Hög prioritet ovan.<br />
• European Research Observatory for Humanities and Social Sciences<br />
(EROHS) (KAT A-B) Uppbyggnaden av EROHS är en naturlig kon-<br />
20 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del i – Bakgrund OCH rekOMMendatiOner<br />
sekvens av den starkt <strong>till</strong>tagande internationaliseringen av forskningen<br />
inom humaniora och samhällsvetenskap och det ökade behovet av<br />
grunddata som krävs för forskning. Internationella initiativ är nödvändiga<br />
för att möjliggöra komparabilitet, internationellt utbyte av information<br />
av hög kvalitet och säkerhet kring hanteringen av data. EROHS<br />
är ett mycket omfattande projekt som behöver byggas upp gradvis under<br />
lång tid.<br />
• ELT (Extremely Large Telescope). (Kat A) Ett Extremely Large Telescope<br />
har i ESO:s (European Southern Observatory) strategiska plan fram <strong>till</strong><br />
2020 givits högsta prioritet. Slutligt beslut om satsningen, vars totalkostnad<br />
beräknas bli omkring en miljard Euro, är planerat för år 2009.<br />
Ett ELT skulle i så fall kunna vara klart kring 2015-2020. En europeisk<br />
styrgrupp för ELT-utveckling, där Vetenskapsrådet är representerat,<br />
finns. Finansieringen av ELT kommer att ske inom ramen för ESO-samarbetet.<br />
• PRINS (Pan-European Research Infrastructure for Nano-Structures). (Kat<br />
B) Forskningen inom nanoområdet befinner sig under stark utveckling.<br />
Inom ESFRI diskuteras därför bland annat en paneuropeisk infrastruktur<br />
för nanostrukturer i form av ett nätverk mellan olika europeiska laboratorier.<br />
KFI avvaktar ESFRI:s prioritering och utvärderingen av det svenska<br />
mikrofabrikationsnätverket, my-fab, innan en svensk värdering av PRINS<br />
och översyn av infrastruktur för nanoområdet görs.<br />
• SKA (Square Kilometer Array). (Kat A) En långvågig radiointerferometer<br />
med en ungefärlig yta av en kvadratkilometer. Detta kommer att komplettera<br />
ALMA för längre våglängder. Tidsskalan för SKA är 2020+. Det<br />
är nämnt som ett globalt projekt på ESFRI:s ”List of Opportunities”.<br />
• Paneuropeiskt konsortium för IR-mjukröntgenfrielektronlasrar. Konsortiet<br />
verkar för en koherent europeisk uppbyggnad av frielektronlasrar där<br />
nya faciliteter byggs med tanke på specialisering och komplementaritet.<br />
Konsortiet kan bli viktigt för <strong>till</strong> exempel konstruktion av en frielektronlaser<br />
i fas två av MAX IV.<br />
• LifeWatch. Ett paneuropeisk verktyg som integrerar biologiska data, livshistoria<br />
och utbredning av olika arter, biodiversitetsdata och miljöfaktorer<br />
sett ur art- och biotopsynvinkel.<br />
• Infrastruktur för kliniska tester och bioterapi. Denna infrastruktur ska (1)<br />
binda samman existerande nationella nätverk för kliniska forskningscentra<br />
och testenheter, (2) uppgradera eller skapa nya faciliteter för utvärdering<br />
av innovativa bioterapisubstanser, (3) göra professionella datacentra <strong>till</strong>gängliga<br />
för paneuropeisk hantering av data, (4) samarbeta med patientorganisationer.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 21
del ii – OMrådesöversikter<br />
Tyngdpunkten i Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> ligger på breda<br />
områdesöversikter där forskningsinfrastrukturer sätts i sitt sammanhang.<br />
Områdesöversikterna har tagits fram av KFI:s fyra beredningsgrupper, som<br />
ansvarar för bevakning av infrastruktur inom följande områden:<br />
1 astronomi och subatomär forskning<br />
2 forskning om molekyler, celler och material<br />
3 forskning om jorden och des nära omgivning<br />
4 e-science.<br />
Områdesöversikterna bygger på en inventering av existerande och planerad<br />
infrastruktur samt en bedömning av behoven av ny infrastruktur inom<br />
respektive område. Man har även identifierat synergier mellan de olika<br />
områdena. Beredningsgruppernas arbete och rekommendationer har sedan<br />
behandlats i Kommittén för forskningens infrastrukturer, KFI.<br />
I de följande kapitlen presenteras beredningsgruppernas områdesöversikter<br />
och rekommendationer. De innehåller både översikter av relativt allmän<br />
karaktär, och mer detaljerade delar som huvudsakligen vänder sig <strong>till</strong> sakkunniga<br />
läsare inom respektive område.<br />
22 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
infrastruktur för astronomi och subatomär<br />
forskning<br />
Forskningen inom detta område <strong>till</strong>drar sig mycket stort allmänintresse,<br />
och är även av fundamental vetenskaplig betydelse. Upptäckterna av mörk<br />
(osynlig) materia, universums ökande expansionshastighet (”mörk energi”)<br />
och av planeter bortom solsystemet väcker mycket stort intresse och nyfikenhet.<br />
Frågor som ”vad är då den mörka energin?”, ”vad fanns innan Big<br />
Bang?”, ”varifrån får partiklarna sina egenskaper?”, ”finns det många olika<br />
universum?” eller ”finns det liv på andra planeter?” är både vetenskapligt<br />
sett fundamentala och mycket vanliga i skolor och nyhetsmedia. För att<br />
fortsätta söka svar på sådana frågor krävs omfattande och väl koordinerade<br />
nya infrastruktursatsningar.<br />
Tillgängligheten <strong>till</strong> forskningsinfrastrukturer är av vital betydelse för att<br />
forskare ska kunna etablera sig i den absoluta forskningsfronten inom sina<br />
forskningsfält. Detta är speciellt påtagligt inom de tekniktunga områdena<br />
astronomi, astrofysik, fusion, kärn- och partikelfysik. Infrastrukturerna<br />
inom dessa områden är av sådan art och komplexitet att varken enskilda<br />
forskargrupper eller länder kan finansiera och driva dem, utan det måste ske<br />
på internationell basis.<br />
Nedan följer en kartläggning av befintliga infrastrukturer med svenskt<br />
engagemang, men också exempel på några där svenska forskare för närvarande<br />
inte är involverade. De infrastrukturer av svenskt intresse som bedöms<br />
tas i drift inom de närmaste 5-15 åren beskrivs särskilt.<br />
astronomi och astropartikelfysik<br />
Inom astrofysik och astropartikelfysik finns ett antal frågor av speciellt<br />
intresse och som många av de befintliga infrastrukturprojekten är inriktade<br />
emot. Hur uppkom universum och den struktur det har idag i form av galaxer<br />
och ännu större strukturer? När bildades de första stjärnorna och med dem<br />
alla grundämnen? Hur uppkommer planeter som finns runt ungefär 10 %<br />
av alla stjärnor, och kopplat <strong>till</strong> detta, hur uppkommer biologiskt liv? Andra<br />
högintressanta frågor är kopplade <strong>till</strong> de mest extrema processerna och <strong>till</strong>stånden<br />
i form av supernovor, neutronstjärnor och svarta hål.<br />
Nära relaterat <strong>till</strong> detta finns ett antal frågor som berör grundläggande<br />
fysik. De som rör egenskaperna hos den mörka materian och den mörka<br />
energi som tycks dominera universums dynamik är extra intressanta att<br />
studera eftersom de med all säkerhet har avgörande implikationer på fundamentala<br />
fysikaliska teorier som supersträngteorier.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 23
del ii – OMrådesöversikter<br />
De enorma framsteg som gjorts under de senaste årtiondena inom detta<br />
område är <strong>till</strong> största delen ett resultat av nya instrument och teleskop med<br />
modern teknik som inneburit att allt ljussvagare objekt kan undersökas i<br />
allt större detaljrikedom. Parallellt har ökad datakraft inneburit möjligheter<br />
att bearbeta de enorma datamängder som samlats in under flera år. Nästan<br />
all kunskap om <strong>till</strong> exempel. mörk energi och mörk materia kommer från<br />
sådana observationer. Samtidigt har nya satelliter öppnat nya våglängdsområden<br />
som, inte minst genom samordning med markbundna instrument,<br />
gett helt nya möjligheter att studera <strong>till</strong> exempel röntgen- och gammastrålning<br />
från svarta hål eller infraröd strålning från planetdiskar som håller på<br />
att bildas. Även neutriner kan nu studeras som informationsbärare om kosmiska<br />
processer.<br />
Inom astrofysiken har man traditionellt sett varit begränsad <strong>till</strong> observationer<br />
av fotonerna från olika objekt. Under de senaste decennierna har<br />
möjligheter öppnats att också systematiskt undersöka partikelflöden, <strong>till</strong><br />
exempel av neutriner, protoner och antiprotoner, från universum. Astropartikelfysik<br />
är ett område som gränsar både mot den del av astrofysiken där<br />
fotoner studeras och mot partikelfysiken. Speciellt studeras partikelflöden<br />
från astrofysikaliska källor, dessa partiklars grundläggande egenskaper samt<br />
olika aspekter av de okända energislagen mörk materia och mörk energi som<br />
enligt de nya rönen utgör 96 % av universums energiinnehåll. Kosmologin<br />
sträcker sig över bägge dessa områden. Gränsen mellan astropartikelfysik,<br />
kosmologi och astrofysik är dock mycket diffus, och <strong>till</strong> stor del artificiell.<br />
Ett exempel är jätteprojektet IceCube som byggs upp vid Sydpolen, där<br />
neutrinoobservationer kan ge värdefull information om <strong>till</strong> exempel<br />
aktiva galaxer och gammastrålningsutbrott, liksom om den mörka materiens<br />
egenskaper.<br />
rymdbaserade projekt<br />
Rymdbaserad infrastruktur för svenska forskare <strong>till</strong>handahålls i första hand<br />
av den europeiska rymdorganisationen ESA (European Space Agency).<br />
Svenskt deltagande i bi- och multilaterala satellitexperiment utanför ESA<br />
är ett viktigt komplement.<br />
Rymdstyrelsen är den myndighet som representerar Sverige i ESA. Svenskledda<br />
satellitprojekt av infrastrukturkaraktär ligger också inom Rymdstyrelsens<br />
ansvarsområde. Svenskt deltagande i andra bi- och multilaterala<br />
satellitprojekt kan ske med och utan Rymdstyrelsens medverkan.<br />
Forskningsinfrastruktur på marken och i rymden har i många fall potential<br />
att komplettera och förstärka varandra, vilket gör det naturligt att ta <strong>till</strong><br />
vara de samverkansmöjligheter som finns. Därför är många svenska forskargrupper<br />
aktivt engagerade både i rymd- och markbaserade faciliteter.<br />
2 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Rymdforskningen inom ESA bedrivs inom tre separata programområden:<br />
(1) det obligatoriska vetenskapsprogrammet (astronomi, rymdplasmafysik,<br />
rymdfysik, fundamental fysik), (2) jordobservationsprogrammet (satellitbaserade<br />
studier av jorden och jordatmosfären) och (3) programmet för<br />
bemannad rymdverksamhet (experiment som kräver tyngdlöshet, med<br />
även <strong>till</strong> exempel utforskning av Mars).<br />
fusion<br />
Kombinationen av en ökande befolkning och förväntningar på en ökad<br />
levnadsstandard gör att behovet av elektrisk energi kommer att öka signifikant<br />
i framtiden. Ambitionen av att samtidigt minska användandet av fossila<br />
bränslen leder <strong>till</strong> att nya energikällor måste utvecklas. Forskningen kring<br />
fusion har visat att fusion potentiellt kan vara en lösning på världens ökande<br />
energibehov och samtidigt ha en förhållandevis liten inverkan på miljön.<br />
Flera fysikaliska och tekniska frågor återstår att besvara innan man fullt<br />
ut kan utnyttja fusion som energikälla, även om de grundläggande principerna<br />
redan har bevisats fungera. Den stora frågan är hur man ska optimera<br />
processen för att få en attraktiv och ekonomisk hållbar energikälla. I den<br />
nyligen framlagda energipropositionen (mars 2006) beskrivs fusionsenergin<br />
som en del i det samlade energipaket som behövs för Sverige i framtiden.<br />
Fusionsforskningen är mycket gränsöverskridande mellan grundläggande<br />
teknisk fysik med delar från fysikens många områden, och teknologi som<br />
samverkar för målet om en fungerande energiproducerande fusionsreaktor.<br />
All europeisk fusionsforskning koordineras genom Euratomfördraget som<br />
skapades 1957 och där Sverige är medlem sedan 1976. Den tekniska verksamheten,<br />
användningen av den europeiska fusionsforskningsanläggningen<br />
JET (Joint European Torus i Storbritannien) och europeiska bidrag <strong>till</strong><br />
internationellt samarbete samordnas genom ”European Fusion Development<br />
Agreement” (EFDA). Forskningen utförs i de 25 associationerna inom<br />
EURATOM-EFDA.<br />
Den svenska associationen, EURATOM-VR, administreras av Vetenskapsrådet<br />
och innefattar fusionsforskare från Chalmers (fyra olika institutioner),<br />
från Kungliga tekniska högskolan (fyra olika institutioner), från<br />
Uppsala universitet (tre olika institutioner) samt personal från Studsvik.<br />
Varje association i den europeiska fusionsverksamheten kan få <strong>till</strong>gång <strong>till</strong><br />
data från de olika europeiska experimenten genom vetenskapliga samarbeten.<br />
Data från JET finns alltså <strong>till</strong>gängligt för medlemmarna, medan<br />
andra forskare kan få <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> data efter en viss tid. Det finns även en<br />
internationell fusionsdatabas där data blir <strong>till</strong>gänglig genom medlemskap i<br />
den internationella fusionsforskningen.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 25
Högenergifysik<br />
I högenergiexperiment kollideras högenergetiska partiklar för att studera<br />
den innersta strukturen hos materia och de krafter som beskriver den.<br />
Standardmodellen inom partikelfysik ger svar på många frågor rörande<br />
strukturen och stabiliteten hos materia med dess sex kvarkar, sex leptoner och<br />
fyra krafter. Standardmodellen lämnar emellertid många frågor obesvarade som:<br />
• Varför finns det bara tre typer av kvarkar och leptoner?<br />
• Hur får partiklar sina massor?<br />
• Finns det fler partiklar och krafter?<br />
• Är kvarkarna och leptonerna verkligen fundamentala eller har de också<br />
en substruktur?<br />
• Vilka partiklar ger upphov <strong>till</strong> mörk materia i universum?<br />
• Hur kan gravitationen inkluderas i Standardmodellen?<br />
Vidare vill man studera starkt växelverkande materia under extrema förhållanden<br />
som hög temperatur och energitätheter. Teorin för den starka växelverkan,<br />
kvantkromodynamik (QCD), förutsäger att kvarkar och gluoner är bundna<br />
i hadroner (partiklar med stark växelverkan). I system med höga temperaturer<br />
och höga energidensiteter antas kvarkarna inte längre vara bundna<br />
utan fria att röra sig över volymer där superkritiska förhållanden råder. I<br />
kollisioner mellan tunga atomkärnor vid mycket höga energier förväntas en<br />
övergång från hadronisk materia <strong>till</strong> ett nytt materie<strong>till</strong>stånd inträffa, det så<br />
kallade kvark-gluonplasmat. Detta nya <strong>till</strong>stånd var rådande under de första<br />
mikrosekunderna efter Big Bang, den Stora Smällen. De partikelkollisioner<br />
som sker i laboratorier är ”Små Smällar” som kan upprepas för att studera<br />
experimentellt hur universum byggdes upp.<br />
Det är denna typ av frågor som driver högenergifysiker att bygga och utnyttja<br />
nya acceleratorer och detektorer. Experimenten hoppas kunna ge svar<br />
på, om inte alla, så i varje fall några av ovanstående frågor.<br />
kärnfysik<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Kärnfysiken omfattar studier av struktur, dynamik och allmänna egenskaper<br />
hos system som binds samman av den starka kraften, alltifrån hadroner<br />
(partiklar med stark växelverkan) <strong>till</strong> atomkärnor. Dessa system motsvarar<br />
99,9 % av den observerbara materian. Studierna har lett <strong>till</strong> upptäckter och<br />
tekniker som har kommit <strong>till</strong> stor nytta i samhället. Förståelsen av den starka<br />
växelverkan är dock långt ifrån komplett och det sker därför en kontinuerlig<br />
utveckling av teknikerna för att flytta forskningsfronten framåt.<br />
Utvecklingen inom kärnstrukturfysiken går mot att utnyttja strålar av<br />
sällsynta radioaktiva isotoper. Det ger möjlighet att studera atomkärnor<br />
26 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
med extrema förhållanden mellan antalet neutroner och protoner. Studier<br />
av sådana exotiska atomkärnor har en direkt koppling <strong>till</strong> syntesen av kärnor<br />
i universum, då de relevanta processerna i <strong>till</strong> exempel stjärnor och supernovor<br />
<strong>till</strong> stor del involverar dessa.<br />
Inom hadronfysiken studeras den starka växelverkan i mer detalj. Systematiska<br />
studier av hadroner, partiklar med kvark-gluonstruktur, är ett väsentligt<br />
instrument för att undersöka dynamiken hos den starka växelverkan<br />
och de strukturer den ger upphov <strong>till</strong>.<br />
Kärn- och hadronfysik är inne i ett skede där stora satsningar sker i Europa<br />
och i övriga världen, med planer för acceleratoranläggningar med kapacitet<br />
som vida överstiger de existerande. Parallellt utvecklas nya detektorsystem<br />
som ytterligare flyttar fram den experimentella frontlinjen. Ett utmärkt<br />
exempel är den planerade FAIR-anläggningen (Facility for Antiproton and<br />
Ion Research) i Tyskland som kommer att producera strålar av radioaktiva<br />
isotoper och antiprotoner. FAIR har väckt stort intresse och det är första<br />
gången som en anläggning engagerar hela det svenska forskarsamhället<br />
inom kärn- och hadronfysik.<br />
Behov av forskningsinfrastruktur<br />
Befintliga faciliteter<br />
Astronomi och astropartikelfysik<br />
ESO (European Southern Observatory): Högkvarteret ligger i Garching,<br />
München, medan ESO-observatorierna ligger i Chile. Det har länge varit<br />
den viktigaste markbundna faciliteten för svensk astrofysik och används av<br />
astronomer vid alla svenska institutioner. Mindre och medelstora optiska teleskop<br />
finns på berget La Silla. Very Large Telescope (VLT) på berget Paranal<br />
är för närvarande det mest framgångsrika optiska teleskopet i 8-10 metersklassen.<br />
Det togs i drift 1999 och man håller för närvarande på och utvecklar<br />
andra generationens instrument. Svenska astronomer från Uppsala universitet<br />
deltar aktivt i utvecklingen av instrument för VLT. VLT är nu den<br />
viktigaste resursen för svensk optisk astronomi. Teleskopenheterna används<br />
också <strong>till</strong>sammans som en interferometer, VLTI, med en maximal baslängd<br />
av 100 meter, bland annat för studier av stjärnytor, extrasolära planeter och<br />
områden nära svarta hål i galaxcentrum.<br />
Svenska Solteleskopet på La Palma: Svensk huvudman är KVA (kungliga<br />
vetenskapsakademien). Anläggningen används i huvudsak av Institutet<br />
för Solfysik (ISF) vid KVA. Teleskopet har den bästa bildkvaliteten av<br />
alla existerande solteleskop. Ett nästa generations teleskop med 2,5 meters<br />
diameter har börjat diskuteras mellan olika europeiska institutioner. ISF:s<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 27
del ii – OMrådesöversikter<br />
ställning som en av KVA:s institutioner har nyligen börjat diskuteras inom<br />
KVA:s ledning.<br />
Nordic Optical Telescope på La Palma: Ett 2,5 metersteleskop som drivs<br />
gemensamt av de nordiska länderna. Användarna kommer från Stockholms<br />
universitet, Uppsala universitet och Lunds universitet. En specialisering<br />
av verksamheten för att effektivisera driften diskuteras. Ett gemensamt<br />
”Northern Hemisphere Observatory” (CNO) på La Palma, där alla de medelstora<br />
teleskopen på ön tänks ingå, är ett alternativ som diskuteras. NOT<br />
skulle här vara det nordiska bidraget. Starten är beräknat <strong>till</strong> år 2009. En utvärdering<br />
av NOT har gjorts under våren 2006 och dess rekommendationer<br />
är under diskussion.<br />
Onsala rymdobservatorium: En nationell facilitet för radioastronomi som<br />
finansieras av Vetenskapsrådet i samarbete med Chalmers. Onsalaobservatoriet<br />
driver 20 och 25 metersteleskopen på Onsala och deltar i den svenska<br />
delen av experimentet APEX (se nedan) i Chile. Byggandet av flera viktiga<br />
mottagare bedrivs inom observatoriet, bland annat <strong>till</strong> projekten APEX och<br />
ALMA (Atacama Large Millimeter Array, se Infrastrukturer under uppbyggnad).<br />
Man är också starkt engagerad i satelliten ODIN, liksom den kommande<br />
ESA-satelliten Herschel. Onsala är nod i det europeiska nätet för<br />
VLBI (Very Long Baseline Interferometry). Användarna kommer i huvudsak<br />
från Göteborgs- och Stockholmsgrupperna. VLBI används också för geovetenskap<br />
(studier av kontinentaldrift). Det viktigaste instrumentet under<br />
de närmaste åren är APEX.<br />
APEX: Submillimeterteleskop beläget på berget Chajnantor i norra Chile<br />
som drivs i samarbete mellan Onsala, Max Planck-institutet för radioastronomi<br />
och ESO. Det togs i drift hösten 2005 och de första resultaten är mycket<br />
lovande. Teleskopet är av samma typ som kommer att ingå i ALMA, och<br />
kommer att fungera som en förberedelse för detta experiment. Framförallt<br />
för mycket höga radiofrekvenser kommer teleskopet att vara unikt. Onsala<br />
diskuteras som ett regionalt centrum för stöd <strong>till</strong> ALMA för de nordiska<br />
länderna (Sverige, Finland, Danmark).<br />
LOFAR: En huvudsakligen nederländsk anläggning med tusentals enkla<br />
radioantenner för långvågig radiostrålning, som bland annat kan undersöka<br />
kosmiska processer i det tidiga universum. Det svenska ursprungliga deltagandet<br />
är inriktat mot rymdplasmafysik. Man diskuterar nu ett astronomiskt<br />
engagemang inom LOFAR-projektet, där Onsala skulle fungera som<br />
en extra nod för VLBI-liknande <strong>till</strong>ämpningar. För detta har man nyligen<br />
fått ett planeringsbidrag från Vetenskapsrådet.<br />
Neutrinoteleskop: Här är AMANDA-detektorn och dess större efterföljare<br />
IceCUBE det viktigaste projektet ur svensk synvinkel. Drygt 4000 ljusdetektorer<br />
borras ner i isen vid Sydpolen för att registrera neutrinopartik-<br />
28 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
lar från universum. Målet är att lösa gåtan med universums mörka materia.<br />
Svenska forskargrupper från Stockholms och Uppsala universitet, samt en<br />
mindre grupp från Högskolan i Kalmar, har varit med i uppbyggnaden av<br />
denna nya teknologi sedan början av 1990-talet. IceCUBE beräknas stå klar<br />
2010. Under minst 15 år räknar man med att den färdiga detektorn ska samla<br />
in data. Formerna för hur driftskostnaderna ska delas mellan amerikanska<br />
NSF (National Science Foundation) och de övriga deltagande grupperna<br />
diskuteras för närvarande i en styrkommitté, där Vetenskapsrådet är representerat.<br />
Det bör noteras i detta sammanhang att Sverige genom sin medverkan i<br />
ATLAS-experimentet vid CERN:s LHC-accelerator kommer att kunna bidra<br />
<strong>till</strong> att undersöka ett flertal olika teorier för mörk materia, om denna utgörs<br />
av elektriskt neutrala partiklar med massa mindre än motsvarande ungefär<br />
en TeV. Speciellt är LHC väl lämpad för att söka efter supersymmetriska<br />
partiklar, som <strong>till</strong>hör en av de teoretiskt favoriserade kandidaterna <strong>till</strong> mörk<br />
materia.<br />
Förutom vad som beskrivits ovan deltar svenska astronomer och astropartikelfysiker<br />
som individer och individuella forskargrupper i forskning<br />
vid ett antal andra faciliteter, i första hand i Europa och Nordamerika. Ofta<br />
sker detta i form av projektsamarbete mellan svenska och utländska<br />
forskargrupper. I några fall sker det genom att svenskar direkt söker och får<br />
observationstid vid utländska anläggningar. Denna medverkan innebär i regel<br />
inte några långsiktiga ekonomiska bindningar, och deltagandet regleras inte<br />
genom avtal mellan svenska myndigheter och utländska eller internationella<br />
organisationer.<br />
Rymdbaserade projekt<br />
Nedan beskrivs ett antal rymdbaserade ESA-projekt (European Space Agency)<br />
med svenskt deltagande.<br />
Cluster II består av fyra identiska satelliter för studier av jordens magnetosfär.<br />
De sköts upp år 2000 och planeras fortsätta <strong>till</strong> 2009. Instrumenteringen är<br />
<strong>till</strong> betydande del svensk<strong>till</strong>verkad. Institutet för rymdfysik (IRF) i Uppsala<br />
ansvarar för ett av instrumenten och deltar med forskare från Kungliga tekniska<br />
högskolan i analysen av data.<br />
Hubble Space Telescope (HST) är ett samarbete mellan ESA och amerikanska<br />
NASA. Det fortsätter med observationer i ultravioletta, synliga och<br />
infraröda spektralområden <strong>till</strong> åtminstone 2008. Flera svenska grupper deltar<br />
med forskningsprojekt.<br />
Cassini/Huygens sändes upp 1997 och består av en modul, Cassini, som<br />
lades i bana kring Saturnus 2004 och en, Huygens, som framgångsrikt sändes<br />
ner <strong>till</strong> ytan av Saturnusmånen Titan, vars atmosfär tros likna jordens innan<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 29
del ii – OMrådesöversikter<br />
livet uppstod här. IRF i Uppsala har bidragit med hårdvara som lämnat<br />
intressant information.<br />
Rosetta sändes upp i mars 2004. Den avses möta kometen 67 P/Churyumov-<br />
Gerasimenkosince år 2014 på ungefär Jupiters avstånd från solen och sen<br />
följa den i dess bana kring solen. Sonden innehåller instrument från IRF i<br />
Kiruna, från Kungliga tekniska högskolan och från Uppsala universitet.<br />
Mars Express gick in i bana kring Mars i december 2003. Ombord finns<br />
bland annat instrument från IRF i Kiruna. Resultat från experimentet har<br />
redan publicerats.<br />
Venus Express sändes iväg i november 2005, med bland annat instrument<br />
från IRF i Kiruna och gick in i bana kring Venus i april 2006. Den ska utföra<br />
mätningar där i minst två år.<br />
Några bi- och multilaterala satellitprojekt med aktivt svenskt deltagande<br />
Odin är en satellit för astronomi och aeronomi. Den sändes upp 2001 och<br />
har levererat stora mängder data om främst det interstellära mediet och om<br />
den övre jordatmosfärens kemi. Driften av Odin är finansierad <strong>till</strong> slutet på<br />
2007 med främst svenska medel. Andra deltagande länder är Kanada, Finland<br />
och Frankrike. Flera svenska forskargrupper från Chalmers och Stockholms<br />
universitet tar aktivt del i projektet. Svenska Rymdbolaget har utvecklat<br />
satelliten och ansvarar för driften.<br />
Pamela är ett italiensklett projekt för att detektera kosmisk antimateria,<br />
ssk partiklar tyngre än antiprotoner. Satelliten ska sändas upp från Baikonur<br />
i Ryssland i juni 2006. En grupp vid Kungliga tekniska högskolan står för<br />
viss hårdvara och spelar en viktig roll vid analysen av data.<br />
Fusion<br />
JET är belägen i Culham, Storbritannien. JET startades 1983 och utgör fortfarande<br />
den mest avancerade fusionsforskningsanläggningen i världen och<br />
den enda som kan köra tritiumexperiment. JET byggdes med en volym på<br />
cirka 100 gånger större än något experiment vid den tiden och med ett Dformat<br />
plasmatvärsnitt. Redan 1991 kördes det första tritiumexperimentet som<br />
gav 16MW fusionsenergi och Q=0,7 eller mycket nära ”break-even”. Med JETexperimentet<br />
ökade fusionstrippelprodukten från 1/10000 <strong>till</strong> 1/6 av värdet<br />
som krävs för tändning av plasmat. JET-anläggningens operationella tid har<br />
nu blivit godkänt fram <strong>till</strong> 2010. Svenska forskare utgör en stor del av den rörliga<br />
personal som finns vid JET när experimenten körs. Huvuduppgifterna<br />
för det förlängda programmet är fokuserade mot ITER-relaterade frågor.<br />
De svenska fusionsforskarna deltar mestadels i den experimentella och<br />
teoretiska samordnade fusionsforskningen genom personella insatser. Ett<br />
undantag är att Uppsalagruppen har levererat två neutrondiagnostikinstru-<br />
30 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
ment under 2005. Dessa instrument är de enda större instrumentsatsningar<br />
som den svenska associationen har bidragit med <strong>till</strong> JET-EFDA.<br />
Förutom JET-experimentet upprättas nu europeiska ”Task-forces” som<br />
ska leda FoU-arbetet inom fusionsforskningen och som ska samordna det<br />
europeiska forskningsarbetet. 2003 har två grupper inom forskningsområdena<br />
plasma-vägg-växelverkan och teori-modellering av fusionsplasma skapats.<br />
Svenska forskare finns med i båda dessa arbetsgrupper.<br />
Svenska forskare kan delta i forskningen vid nationella europeiska<br />
anläggningar med internationellt deltagande med stöd genom EURATOM:s<br />
mobilityprogram. Sverige bidrar inte med driftskostnader <strong>till</strong> dessa befintliga<br />
anläggningar. Däremot har svenska forskare, med finansiering från<br />
Vetenskapsrådet, bidragit <strong>till</strong> uppbyggnad av diagnostik vid några av dessa<br />
anläggningar.<br />
Exempel på nationella europeiska anläggningar med internationellt<br />
deltagande är:<br />
• ASDEX-U-tokamak vid Max Planck Institut für Plasmaforschung,<br />
Garching München. ASDEX-U experimentets forskningsprogram styrs<br />
hårt mot områden som är viktiga för ITER. Nästan hela vakuumkärlet har<br />
klätts med wolfram för att undersöka hur wolfram kan kombineras med<br />
plasma av hög kvalitet.<br />
• MAST, Culham, Storbritannien. Detta är det enda experiment med sfärisk<br />
geometri i Europa. Svenska forskare deltar i detta experiment med att<br />
bygga upp en ny diagnostik för att kunna mäta strömprofiler i plasmat.<br />
• TORE-SUPRA, Cadarache, Frankrike. Det är en tokamak med supraledande<br />
spolar och rekordlånga pulser. Särskilt studeras hur en ergodisk divertor<br />
kan optimeras för bättre plasmaparametrar.<br />
• TEXTOR tokamaken i Jülich, Tyskland har som specialområde plasmavägg-växelverkan<br />
och ergodisk divertor.<br />
• RFX reverserade pinchen i Padua. Vid denna anläggning kan plasmaströmmar<br />
upp <strong>till</strong> 2 MA köras. Experimentets målsättning inkluderar<br />
utveckling av aktiv kontroll av MHD-instabiliteter med användning<br />
av aktiv återkoppling och görs i samarbete med T2R-experimentet vid<br />
Kungliga tekniska högskolan.<br />
Inom ramen för stora tokamaker finns möjligheter <strong>till</strong> internationella<br />
utomeuropeiska samarbeten med Japan och USA. Svenska fusionsforskare<br />
kan föreslå experiment i samarbete med andra fusionsforskningsgrupper.<br />
Vidare finns inom Internationella atomenergiorganet, IAEA, ett program<br />
kring forskning och utveckling av reverserade pinchexperiment vilket innefattar<br />
USA, Japan, Italien och Sverige.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 31
del ii – OMrådesöversikter<br />
Högenergifysik<br />
CERN (Europeiska partikelfysiklaboratoriet) är en europeisk forskningsanläggning<br />
för kärn- och partikelfysik i Genève, Schweiz. Sverige har deltagit<br />
i samarbetet sedan starten 1954. Svenska forskargrupper deltog i 1980- och<br />
90-talets spetsforskning i partikelfysik som medlemmar i DELPHI-kollaborationen<br />
vid LEP elektron-positronkollideraren och som deltagare i flera<br />
mindre experiment. CERN håller för närvarande på med färdigställandet<br />
av den nya partikelacceleratorn, the Large Hadron Collider (LHC), som ska<br />
tas i bruk hösten 2007. LHC-acceleratorn kommer att kollidera protoner<br />
och tunga atomkärnor vid energier som hit<strong>till</strong>s inte varit <strong>till</strong>gängliga<br />
någon annanstans i världen. Med den höga kollisionsenergin och luminositeten<br />
öppnas ett nytt fönster <strong>till</strong> partikelvärlden, det blir möjligt att studera<br />
partikelfenomen på en energiskala av TeV. Om Higgs-bosonen, som är det<br />
saknande beviset på Standardmodellen, existerar, kommer den att kunna<br />
upptäckas oavsett vilken massa den har. Dessutom kommer LHC-experimenten<br />
att kraftigt utvidga det massområde inom vilket supersymmetriska<br />
partiklar, partiklar som skulle bevisa existensen på en ny symmetri bortom<br />
Standardmodellen, kan upptäckas. Toppkvarkens egenskaper kan studeras<br />
än mer detaljerat, och det så kallade CP-brottet, som kan förklara varför<br />
universum inte är symmetriskt i relationen materia och antimateria, kan<br />
studeras med b-kvarkarna som produceras massvis vid LHC. Tungjonkollisioner<br />
vid LHC kommer att öppna ett nytt fönster för att studera starkt<br />
växelverkande materia under extrema förhållanden av hög temperatur och<br />
täthet. Förutsättningarna vid LHC för dessa studier kommer att bli mycket<br />
bättre och de resultat som uppnåtts vid det amerikanska laboratoriet Brookhaven<br />
kommer att kunna verifieras och studeras med större noggrannhet. CERN<br />
kommer under de närmaste 10-15 åren att vara centrum för världens högenergifysikforskning,<br />
och svenska forskargrupper vid Kungliga tekniska<br />
högskolan, Lunds universitet, Stockholms universitet och Uppsala universitet<br />
är starkt engagerade i två av de fyra experimenten kring LHC – ATLAS<br />
och ALICE.<br />
Svenska forskargrupper deltar också i pågående experiment vid andra<br />
laboratorier (DESY i Tyskland samt Fermilab och Brookhaven i USA). De<br />
har gjort betydande insatser i uppbyggnaden av experimenten, men Sverige<br />
bidrar inte <strong>till</strong> själva <strong>infrastrukturen</strong> vid dessa laboratorier. H1-experimentet<br />
vid DESY undersöker strukturen av protoner och fundamentala växelverkningar<br />
mellan partiklar. Beslut har tagits av DESY:s ledning att stänga<br />
ner HERA-acceleratorn inom de närmaste åren. Vid Fermilab deltar flera<br />
svenska grupper i D0-experimentet som en förberedelse för ATLAS-experimentet<br />
vid LHC. D0-experimentet fokuserar på studier av proton-antiproton<br />
kollisioner vid mycket höga energier. PHENIX-experimentet i Brookhaven<br />
32 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
studerar kvarkar och gluoner under extrema förhållanden genom att kollidera<br />
tunga atomkärnor vid höga energier. En svensk grupp deltar i PHENIXexperimentet<br />
som en förberedelse för ALICE-experimentet vid LHC.<br />
Kärnfysik<br />
EXOGAM och RISING är två detektorsystem som är utvecklade för studier<br />
av kärnstruktur med hjälp av germaniumdetektorer. EXOGAM är en ny typ<br />
av detektor bestående av segmenterade detektorer och den är installerad<br />
vid kärnfysiklaboratoriet GANIL i Frankrike. Svenska forskargrupper<br />
har bidragit med två germaniummoduler och ett associerat vetodetektorsystem<br />
<strong>till</strong> detektorn. Uppbyggnaden av EXOGAM har varit avgörande<br />
för att kunna utnyttja de nya möjligheter som erbjuds att studera mycket<br />
instabila atomkärnors egenskaper med hjälp av radioaktiva jonstrålar. Detektorsystemet<br />
markerar också upptakten <strong>till</strong> nästa generations germaniumdetektorsystem<br />
(AGATA-projektet).<br />
RISING är ett detektorprojekt vid GSI, Tyskland, som består av delar av<br />
den Euroballdetektor som byggdes upp under 1990-talet. Sverige har betydande<br />
investeringar i RISING via den tidigare Euroballsatsningen vilken<br />
kan ses som en föregångare <strong>till</strong> de planerade detektorsystemen inom NUS-<br />
TAR-kollaborationen vid FAIR.<br />
CERN-ISOLDE-anläggningen är integrerad i accelerator<strong>infrastrukturen</strong><br />
vid CERN och producerar lågenergetiska strålar av en mångfald radioaktiva<br />
isotoper för ett brett forskningsprogram inom kärn-, atom-, astro- och fasta<br />
<strong>till</strong>ståndets fysik. Sedan 2001 har anläggningen kompletterats med en postaccelerator,<br />
REX-ISOLDE, som även möjliggör reaktionsstudier med flertalet<br />
av dessa exotiska isotoper.<br />
Svenska forskargrupper och individer har sedan starten 1967 haft ett<br />
mycket starkt engagemang i ISOLDE, med användare från landets samtliga<br />
kärnstrukturgrupper. Sverige har bidragit starkt <strong>till</strong> infrastrukturinvesteringar<br />
som jonkälla <strong>till</strong> REX-ISOLDE, laserjonkälla och detektorsystem för<br />
laddade partiklar.<br />
MAX-lab i Lund har vid sidan av synkrotronljusforskningen också ett<br />
program för kärnfysik. Övergången <strong>till</strong> MAX III ger ökad <strong>till</strong>gång på stråltid<br />
för studier av fotoninducerade reaktioner. Den maximala fotonenergin<br />
ökar med MAX III vilket innebär att π-mesoner kan produceras i fotoninducerade<br />
kärnreaktioner nära den kinematiska tröskeln, ett område där<br />
kiral störningsteori kan testas. Det svenska utnyttjandet av MAX för kärnfysikaliska<br />
studier består av fysiker vid Lunds universitet. Det finns ett stort<br />
internationellt utnyttjande av faciliteten.<br />
WASA är ett detektorsystem för hadronfysik som mäter både fotoner och<br />
laddade partiklar med hög effektivitet och precision. Den byggdes som en<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 33
del ii – OMrådesöversikter<br />
integrerad del av CELSIUS-ringen för att möjliggöra studier av symmetribrott<br />
vid mesonsönderfall och reaktionsmekanismer vid mesonproduktion.<br />
Detektorn flyttades under 2005 <strong>till</strong> lagringsringen COSY vid FZ-Jülich,<br />
Tyskland, på initiativ från fysiker kring COSY och WASA-kollaborationen.<br />
Omlokaliseringen innebär en markant ökning av fysikpotentialen för<br />
WASA-detektorn genom att både högre energier och polariserade strålar<br />
blir <strong>till</strong>gängliga. Därigenom blir tyngre mesoner, med delvis inte klarlagda<br />
kvarkstrukturer, åtkomliga för detaljerade undersökningar.<br />
framtida beslutade och planerade anläggningar<br />
Astronomi och astrofysik<br />
ALMA (Atacama Large Millimeter Array): Radiointerferometer för millimeterområdet<br />
som kommer att placeras på berget Chajnantor i norra Chile på<br />
5000 meters höjd. Det kommer att bestå av 50 teleskop, vart och ett med<br />
12 meters diameter. Denna anläggning kommer att tas i drift omkring 2011.<br />
Upplösningen vid de kortaste våglängderna är högre än 0,1 bågsekunder,<br />
alltså lika eller bättre än Hubble Space Telescope. Sverige deltar genom<br />
Europeiska sydobservatoriet ESO, som <strong>till</strong>sammans med nordamerikanska<br />
myndigheter och i samarbete med Chile är en av huvudmännen bakom<br />
projektet. Onsala är inblandat i byggandet av flera av detektorerna <strong>till</strong><br />
projektet. ALMA kommer, då det färdigställts, att vara det viktigaste<br />
instrumentet inom radioområdet.<br />
ELT (Extremely Large Telescope): ELT är samlingsnamnet för nästa generations<br />
jätteteleskop. ESO (Europeiska sydobservatoriet) har i sin strategiska<br />
plan fram <strong>till</strong> 2020 satt ett ELT som sin högsta prioritet. Man har inom<br />
ESO utvecklat en egen design av ett ELT i form av OWL (OverWhelmingly<br />
Large telescope) som planeras ha en huvudspegel av 60-100 meters diameter.<br />
Ett annat koncept, utvecklat framförallt i av teleskopgruppen vid Lunds<br />
universitet, kallat Euro50, beräknas få en spegel med cirka 50 meters diameter.<br />
Då mycket av tekniken är oprövad och ställer extremt höga krav på<br />
både optik, elektronik och mekanik är det viktigt att flera olika koncept<br />
utvecklas parallellt under denna fas. Ett liknande utvecklingsprojekt finns,<br />
Opticon, för bland annat adaptiv optik som kommer att få allt större betydelse<br />
inte minst för ett ELT. Tidsskalan för ELT-projektets färdigställande<br />
är 2015-2020 och det finns med på ESFRI:s (European Strategy Forum on<br />
Research Infrastructures) ”List of Opportunities”. Designfasen av OWL har<br />
under hösten 2005 utvärderats. Som ett resultat av utvärderingen kommer<br />
ESO att fokusera på ett teleskop i storleksklassen 30-60 m. Slutligt beslut<br />
om ELT, vars totalkostnad beräknas närma sig 1 miljard Euro, är planerat för<br />
år 2009. En europeisk styrgrupp för ELT-utveckling där Vetenskapsrådet är<br />
representerat finns.<br />
3 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
SKA (Square Kilometer Array): En långvågig radiointerferometer med<br />
en ungefärlig yta av en kvadratkilometer. SKA kommer att komplettera<br />
ALMA för längre våglängder. Det bygger på ny teknologi där man planerar<br />
använda en relativt enkel antenndesign <strong>till</strong>sammans med mycket sofistikerad<br />
elektronik och databearbetning. LOFAR är ett första steg mot denna<br />
teknik. SKA kombinerar ett extremt stort fält med hög spatial upplösning<br />
och känslighet. Denna array är bland annat intressant för att studera rejonisationsepoken<br />
inom galaxbildningen, protoplanetskivor, samt för tester av<br />
relativitetsteorin med hjälp av pulsarer. Tidsskala för SKA är från år 2020<br />
och framåt. Det är ett av de föreslagna globala projekten på ESFRI:s ”List of<br />
Opportunities”.<br />
Både ett ELT och SKA kommer att innebära helt nya möjligheter inom<br />
kosmologin (galax- och strukturbildning, mörk materia/energi), för studier<br />
av extrasolära planetsystem och av kompakta objekt i galaxcentrum, och<br />
kompletterar varandra, liksom ALMA. Ytterligare ett viktigt komplement<br />
bland dessa framtida satsningar är det planerade nya rymdteleskopet, The<br />
James Webb Space Telescope (se nedan under Rymdbaserade projekt).<br />
Neutrinoteleskop: forskargrupper från Frankrike, Grekland och Italien<br />
samarbetar inom det europeiska nätverket KM3NeT. Detta nätverk är omnämnt<br />
i ESFRI:s ”List of Opportunities”. Det är oklart hur svenska forskare<br />
med sitt stora samarbete inom det amerikanska projektet IceCUBE ställer<br />
sig <strong>till</strong> deltagande i detta sameuropeiska projekt.<br />
Rymdbaserade projekt<br />
Nedan beskrivs ett antal rymdbaserade ESA-projekt med svenskt deltagande.<br />
Herschel är ett 3,5 meters satellitteleskop som enligt planerna sänds upp<br />
2008 för observationer i infrarött och submillimeterområdet. Dess livstid är<br />
cirka fyra år. Flera svenska grupper från Chalmers och Stockholms universitet<br />
deltar med instrumentation och vetenskapliga program.<br />
JWST, James Webb Space Telescope, planeras av NASA för uppsändning<br />
år 2013. Detta blir Hubbleteleskopets efterträdare med en 6,5 meters spegel:<br />
ESA:s bidrag, en kameraspektrometer för IR-området, har medverkande<br />
från Stockholms universitet. Livligt svenskt deltagande med forskningsprogram<br />
kan också förutses.<br />
GAIA är en ambitiös astrometrisk satellit, med planerad uppsändning<br />
2011. Den ska ge avstånd, kinematiska data och fysikaliska parametrar för<br />
miljarder stjärnor i Vintergatan. En grupp vid Lunds universitet har en<br />
ledande roll i projektet, och forskare vid Uppsala universitet deltar i förberedelserna<br />
för kalibrering och analys av data.<br />
Bepi Colombo ska sändas <strong>till</strong> planeten Merkurius år 2013-14 och anlända<br />
dit år 2019. Alla stora svenska rymdfysikgrupper vid Institutet för Rymdfysik,<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 35
del ii – OMrådesöversikter<br />
Uppsala universitet och Kungliga tekniska högskolan planerar att delta med<br />
instrument ombord.<br />
Darwin är ett stort ”astrobiologiskt” projekt avsett för att upptäcka och<br />
studera jordliknande planeter kring andra stjärnor än solen. Det ingår som<br />
en viktig del i ESA:s visionära plan för 2015-2025. En forskningsgrupp vid<br />
Stockholms universitet deltar i den vetenskapliga planeringen.<br />
Data från andra projekt inom ESA som ännu inte lockat svenska grupper<br />
att medverka aktivt, kan komma att utnyttjas senare av svenska forskare.<br />
Ett exempel är Planck, som kommer att sändas upp för studium<br />
av den kosmiska mikrovågsbakgrunden <strong>till</strong>sammans med Herschel (se<br />
ovan) år 2008 och i väsentliga avseenden kommer att komplettera de data<br />
som redan insamlats av de NASA-dominerade föregångarna COBE och<br />
WMAP.<br />
Ett projekt som ligger långt senare i planeringen är LISA (Laser Interferometer<br />
Space Antenna), i planerat samarbete mellan NASA och ESA, som<br />
om beslut tas om genomförande sänds upp år 2017 eller senare. Avsikten är<br />
att observera gravitationsstrålning från universum, <strong>till</strong> exempel från massiva<br />
svarta hål och tunga täta dubbelstjärnor. Detta är ett exempel på ett projekt<br />
som i nuläget inte drivs av svenska grupper men som kan komma att dra <strong>till</strong><br />
sig stort intresse bland svenska forskare senare.<br />
Några bi- och multilaterala satellitprojekt med svenskt deltagande<br />
PoGo med planerad uppskjutning 2008, är ett ballong- och satellitprojekt<br />
med syfte att mäta polarisationen hos gammastrålningen från olika punktkällor.<br />
En forskargrupp vid Kungliga tekniska högskolan bidrar med hårdvara.<br />
Finansieringen av den svenskbyggda utrustningen kommer från Knut<br />
& Alice Wallenbergs stiftelse, Rymdstyrelsen och Vetenskapsrådet (via<br />
finansiering av den starka miljön HEAC) bidrar också.<br />
GLAST, the Gamma-ray Large Area Space Telescope, är en NASA-satellit<br />
som planeras sändas upp under 2007/08. Dessutom medverkar US Department<br />
of Energy, och institutioner i Frankrike, Tyskland, Japan, Italien<br />
och Sverige (tre olika grupper vid Stockholms universitet och Kungliga<br />
tekniska högskolan som <strong>till</strong>hör den VR-finansierade starka forskningsmiljön<br />
HEAC). Den totala kostnaden för projektet har uppskattats <strong>till</strong> cirka<br />
2 miljoner kronor. Det väsentliga svenska deltagandet med hårdvara har<br />
<strong>till</strong> största delen bekostats av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse och genom<br />
fakultetsmedel. Man kommer att studera de mest energirika processerna<br />
kring svarta hål och leta efter signaler från annihilation av mörk<br />
materia.<br />
MMS (Magnetospheric Multiscale Mission) är en NASA-ledd facilitet som<br />
ska undersöka de småskaliga grundläggande plasmaprocesser som transpor-<br />
36 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
terar, accelererar och hettar upp plasmor i tunna gränsskikt och som kontrollerar<br />
struktur och dynamik hos jordens magnetosfär. Uppsändningen<br />
planeras <strong>till</strong> 2013. Forskare från Kungliga tekniska högskolan och Institutet<br />
för Rymdfysik i Uppsala deltar med instrumentation.<br />
Chandrayaan-1 planeras sändas upp i en bana kring månen 2007/08 inom<br />
det indiska rymdprogrammet med en livstid på två år. IRF i Kiruna bidrar<br />
med ett partikelinstrument ombord.<br />
På längre sikt finns också några bi- och multilaterala projekt som ännu<br />
inte beslutats men som redan röner stort svensk intresse. Bland dessa kan<br />
nämnas JDEM, ett NASA-finansierat projekt som nu lysts ut för anbud med<br />
planerad uppskjutning omkring 2015. Avsikten är att undersöka vad som<br />
utgör den mörka energin. Ett av projekten som tävlar om denna utlysning är<br />
det Berkeleyledda SNAP (SuperNova/Acceleration Probe) där forskare från<br />
Stockholms universitet deltar.<br />
Fusion<br />
Den framtida fusionsforskningen, från omkring år 2010, sett ur ett europeiskt<br />
perspektiv, kan beskrivas med i) ITER + JET + Accompanying program<br />
+ W-7AX stellarator + MAST sfärisk tokamak + IFMIF, och efter omkring<br />
år 2030 ii) DEMO/PROTO.<br />
ITER-tokamaksamarbetet är upprättat av sex partners: Europa, Ryssland,<br />
Japan, Korea, USA och Kina. Beslutat togs i juni 2005 om placering i<br />
Cadarache i Frankrike. Från 2005 har Indien kommit med som en full partner.<br />
ITER beräknas tas i drift omkring 2015. ITER ingår på ESFRI:s ”List of<br />
opportunities” samt placerades högst över US Department of Energy’s planering<br />
av nya forskningsanläggningar. Infrastruktur för fusionsforskning planeras<br />
i Europa genom EURATOM samt genom en ny organisation för ITER,<br />
European Legal Entity (ELE). Samordningen mellan ELE, EFDA, de europeiska<br />
associationerna och övriga ITER-partners diskuteras för närvarande. De<br />
svenska fusionsforskarna kan bidra <strong>till</strong> uppbyggnaden av ITER huvudsakligen<br />
genom EURATOM:s kontrakt med den svenska associationen. Parallellt<br />
med den direkta uppbyggnaden av ITER finansieras ett ”Accompanying<br />
programme” av EURATOM där prioriterade forskningsområden har specificerats<br />
och associationerna skriver årliga arbetsprogram och kontrakt med<br />
EURATOM.<br />
W-7X-stellaratoranläggningen byggs upp i Greifswald, Tyskland, som<br />
en nationell anläggning med möjligheter för svenska forskare att bidra <strong>till</strong><br />
uppbyggnad av diagnostik, <strong>till</strong> modellering och senare <strong>till</strong> deltagande i det<br />
experimentella forskningsprogrammet. Projektet beräknas starta omkring<br />
2010. Svenska fusionsforskare deltar både i att planera neutrondiagnostik<br />
och att modellera den tredimensionella magnetstrukturen.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 37
del ii – OMrådesöversikter<br />
Högenergifysik<br />
CNGS (CERN Neutrinos to Gran Sasso) är ett projekt där muonneutriner<br />
produceras vid acceleratorn SPS på CERN. Neutrinerna passerar sedan under<br />
jord <strong>till</strong> Gran Sassolaboratoriet i Italien, 730 km från CERN. Detektorn,<br />
som är under uppbyggnad, är optimerad för att observera muonneutriner<br />
som är ett resultat av ”oscillation” av muonneutrinerna på vägen mellan<br />
CERN och Gran Sasso. Projektet är motiverat av de resultat från Superkamiokandeexperimentet<br />
i Japan där man observerat ett underskott i flödet av<br />
muonneutrinerna producerade i atmosfären. Projektet startade år 2000 och<br />
man beräknar att den första strålen av neutriner från CERN ska levereras<br />
sommaren 2006. Inga svenska forskare deltar i dagens läge i detta projekt.<br />
T2K är ett nästa generations neutrino-oscillationsexperiment som planeras<br />
i Japan med start 2009. Inga svenska forskare deltar i projektet.<br />
CLIC är ett projekt som CERN bedriver vid sidan av uppbyggnaden av<br />
LHC för att studera och utveckla en teknologi <strong>till</strong> rimlig kostnad för en<br />
linjär elektron-positronkolliderare (CLIC) i energiområdet 0,5 – 5 TeV. LHC<br />
kommer under en tioårsperiod att <strong>till</strong>föra unik ny information i TeV-energiområdet.<br />
Det finns emellertid frågeställningar som kommer att vara svåra att<br />
testa vid LHC. Elektron-positronkolliderare kan vara ett komplement <strong>till</strong><br />
LHC genom att möjliggöra precisionsmätningar av observationerna gjorda<br />
vid LHC. Frågeställningar som med fördel kan adresseras vid CLIC är: noggranna<br />
studier av lätta Higgspartiklar, upptäckten av tyngre Higgspartiklar,<br />
och CP-brottsmätningar i Higgssektorn. För fysiken bortom Standardmodellen<br />
skulle CLIC kunna besvara frågor rörande supersymmetri med noggranna<br />
mätningar av spartiklar och påvisande av extra dimensioner. CLIC-projektet<br />
är ett komplement <strong>till</strong> det internationella linjärkolliderarprojektet ILC<br />
(se nedan). I testprogrammet för CLIC (CTF3) deltar en forskargrupp från<br />
Uppsala universitet.<br />
ILC är ett världsomspännande samarbete för att etablera en design för<br />
nästa generations elektron-positron partikelaccelerator i energiområdet 0,5<br />
– 1 TeV jämfört med 0,5 – 5 TeV för CLIC. ILC och CLIC är två komplementära<br />
projekt för att ta fram en design för en elektron-positronlinjärkolliderare.<br />
Tidsskalan för de båda projekten är helt olika. Fysikmotivationen<br />
<strong>till</strong> att konstruera ILC är den samma som för CLIC (se ovan). Inga svenska<br />
acceleratorfysiker är i dagens läge engagerade i själva acceleratorprojektet.<br />
Däremot är en grupp från Lunds universitet involverad i ett detektorutvecklingsprojekt.<br />
Kärnfysik<br />
AGATA (Advanced Gamma Tracking Array) är nästa generations europeiska<br />
detektorprojekt för högupplösande gammaspektroskopi. Tekniken<br />
38 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
kring AGATA, med spårrekonstruktion av fotonerna, gör det möjligt att<br />
fullt utnyttja framtidens anläggningar för radioaktiva jonstrålar. AGATAdetektorn<br />
kommer att bli en integrerad del av NUSTAR-experimentet vid<br />
FAIR (se nedan). Svenska forskargrupper vid Kungliga tekniska högskolan<br />
och Uppsala universitet har varit drivande i utvecklingen av detta projekt<br />
och Sverige har därmed en stark position inom projektet. AGATA-projektet är<br />
inne i sin första demonstrationsfas, som ska vara slutförd 2007. Den ska leda<br />
fram <strong>till</strong> en teknisk verifiering av konceptet för spårrekonstruktion. Svenska<br />
forskargrupperna vid Chalmers, Kungliga tekniska högskolan, Lunds<br />
universitet och Uppsala universitet har 2005 erhållit finansiering från<br />
Vetenskapsrådet som bidrar <strong>till</strong> en svensk klustermodul <strong>till</strong> en demonstrator<br />
för AGATA.<br />
FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research, se även Rekommendationer<br />
nedan). Världsledande anläggning för hadron- och kärnfysik. Ett ursprungligen<br />
tyskt projekt blir ett internationellt samarbetsprojekt. Tyskland<br />
står för 75 % av investeringskostnaden. Samtliga svenska grupper inom<br />
kärn- och hadronfysik prioriterar FAIR högt och avser utföra huvuddelen av<br />
sin forskning där. Sverige kan bidra med avsevärda in-kind bidrag <strong>till</strong> konstruktionen<br />
av faciliteten. Vetenskapsrådet har deltagit i preparationsfasen<br />
för att ta fram nödvändiga tekniskt-vetenskapliga dokument samt avtal och<br />
kostnadsberäkningar inför beslut.<br />
EURISOL kan beskrivas som en kraftigt uppgraderad version av CERN-<br />
ISOLDE. Här planerar man att producera radioaktiva jonstrålar genom att<br />
utnyttja högintensiva protonstrålar. Det kommer att ge jonstrålar som är<br />
två <strong>till</strong> tre gånger mer intensiva är de som är <strong>till</strong>gängliga i dagsläget. Detta<br />
kommer att kompletteras med ny instrumentering. Flera alternativa placeringar<br />
av EURISOL diskuteras. En möjlighet är att förlägga anläggningen<br />
vid CERN som därigenom får en breddad användarbas. Tidsskalan för<br />
konstruktion och operation av EURISOL ligger runt år 2020 och under 2005<br />
inleddes en omfattande designstudie.<br />
rekommendationer<br />
infrastrukturer under uppbyggnad<br />
Det är av högsta prioritet att fullfölja de infrastrukturprojekt som är under<br />
uppbyggnad samt att det planeras för dessa infrastrukturers drift och<br />
användning för högklassig forskning. Det gäller bland annat<br />
• Large Hadron Collider (LHC) vid CERN som samlar all ledande expertis i<br />
världen för nästa generations partikelfysikexperiment. Sverige har investerat betydande<br />
belopp i ATLAS- och ALICE-detektorerna. Acceleratorn är under<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 39
del ii – OMrådesöversikter<br />
uppbyggnad och ska tas i bruk hösten 2007. LHC kommer att kollidera<br />
protoner och tunga joner vid energier som hit<strong>till</strong>s inte varit <strong>till</strong>gängliga<br />
någon annanstans i världen. CERN kommer under de närmaste 10-15 åren<br />
att vara centrum för världens högenergifysikforskning, och svenska forskargrupper<br />
från Kungliga tekniska högskolan, Lunds universitet, Stockholms<br />
universitet och Uppsala universitet är starkt engagerade i uppbyggnaden av<br />
två av de fyra experimenten kring LHC – ATLAS och ALICE. ATLAS och<br />
ALICE detektorer är redan delvis operationella och man har påbörjat att<br />
testa detektorsystemen genom att registrera spår från kosmiska myoner.<br />
• IceCube Världens ledande teleskop för neutrinofysik är under uppbyggnad<br />
vid Sydpolen av USA, Tyskland, Sverige och Belgien och kommer<br />
fullt utbyggt att täcka en volym på en kubikkilometer. Projektet bygger<br />
på erfarenheter från föregångaren AMANDA. IceCUBE byggs successivt<br />
ut och beräknas bli klart runt 2010, men används redan nu under<br />
konstruktionsfasen.<br />
• Atacama Large Millimeter Array (ALMA). Denna radiointerferometer<br />
för millimeterområdet ska placeras på berget Chajnantor i norra Chile.<br />
Anläggningen beräknas tas i drift omkring 2011 och är ett samarbete mellan<br />
Europa, Nordamerika och Japan. Instrumentet kommer att bestå av 50<br />
teleskop, vart och ett med 12 meters diameter. Upplösningen vid de kortaste<br />
våglängderna kommer att bli lika bra eller bättre än Hubble Space Telescope.<br />
Svenska astronomer från Onsala är engagerade i konstruktionen av flera<br />
detektorer <strong>till</strong> projektet. ALMA kommer, då det färdigställts, att vara det<br />
viktigaste instrumentet inom radioområdet. En gemensam nordisk plattform<br />
för utnyttjande av ALMA diskuteras.<br />
• ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor). Fusionsanläggning<br />
som blir bryggan mellan dagens plasmafysikstudier och<br />
morgondagens energiproducerande fusionskraftverk. ITER byggs i<br />
Cadarache i södra Frankrike i samarbete mellan EU, Kina, Indien, Japan,<br />
Korea, Ryssland och USA. Anläggningen beräknas tas i drift 2015. ITER<br />
kommer att vara det centrala experimentet inom den internationella<br />
fusionsforskningen under många år och det är mycket angeläget att de<br />
svenska fusionsforskarnas insatser fokuseras effektivt mot ITER-frågeställningar.<br />
De svenska fusionsforskarna kommer att bidra <strong>till</strong> uppbyggnaden<br />
av ITER huvudsakligen genom EURATOM:s kontrakt med den<br />
svenska associationen.<br />
infrastrukturprojekt mogna för beslut om konstruktion på kort sikt<br />
Facility for Antiproton and Ion Research (FAIR). Kärn- och hadronfysik är<br />
inne i ett skede där stora satsningar sker i Europa och runt om i världen. För<br />
att möjliggöra djupare förståelse av atomkärnornas och hadronernas värld<br />
0 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
krävs acceleratoranläggningar med kapacitet vida överstigande de existerande<br />
med avseende på strålintensitet, strålkvalitet och exotiska sekundärstrålar<br />
som radioaktiva kärnor och antiprotoner. Parallellt pågår en liknande<br />
process för att ta fram nya detektorsystem som ytterligare flyttar fram den<br />
experimentella frontlinjen vad effektivitet och selektivitet anbelangar.<br />
Utvecklingen inom kärnstrukturfysiken går mot att utnyttja strålar av<br />
sällsynta radioaktiva isotoper. Detta ger möjlighet att producera och experimentellt<br />
studera betydligt fler ”exotiska” kärn<strong>till</strong>stånd, med extrema förhållanden<br />
mellan antalet neutroner och protoner, än vad som är möjligt med<br />
stabila jonstrålar. Extrema bundna och obundna nukleära system kan studeras<br />
i de lättaste kärnorna och tyngre kärnor bortom de stabila isotoperna<br />
kan uppvisa avvikelser från skalmodellen. Studier av exotiska atomkärnor<br />
har direkt koppling <strong>till</strong> nukleosyntesen i universum, då de relevanta processerna<br />
i <strong>till</strong> exempel stjärnor och supernovor <strong>till</strong> stor del involverar dessa.<br />
Inom hadronfysiken, där den starka växelverkan studeras i mer detalj,<br />
sker en likartad utveckling. Utvecklingen går mot acceleratorer med högintensiva<br />
proton- eller elektronstrålar som kan producera intensiva sekundärstrålar<br />
av antiprotoner, andra kortlivade partiklar eller fotoner. Orsaken<br />
är att annihilation mellan antiprotoner och protoner är utmärkta processer<br />
för att skapa nya partikel<strong>till</strong>stånd. Systematiska studier av dylika är ett<br />
instrument för att undersöka både dynamiken hos den starka växelverkan<br />
och uppkomsten av nya former av materia.<br />
Teknisk översikt av FAIR<br />
FAIR kommer att byggas upp kring den befintliga GSI-faciliteten. Huvudkomponenten<br />
i det nya acceleratorkomplexet kommer att vara en dubbelring<br />
med en omkrets på 1200 meter. Ett system av lagringsringar med en elektronkylningsanläggning<br />
för att effektivt kyla de högenergetiska partikelstrålarna<br />
kommer att konstrueras. De existerande GSI-acceleratorerna kommer att<br />
tjäna som injektor <strong>till</strong> den nya faciliteten. Den planerade dubbelringsynkrotronen<br />
kommer att producera partikelstrålar med mycket hög intensitet som ska<br />
användas för att producera sekundära strålar av instabila kärnor och antiprotoner.<br />
Konceptet med en dubbelringsynkrotron gör det möjligt att parallellt<br />
producera strålar <strong>till</strong> flera olika experimentstationer samtidigt.<br />
Överblick över internationell utveckling<br />
FAIR kommer att bli ett av världens ledande laboratorier för studier inom<br />
framförallt kärnfysik, men det vetenskapliga programmet spänner också<br />
över studier inom atomfysik och astrofysik. FAIR kommer att producera<br />
strålar av radioaktiva kärnor med mycket hög intensitet. I Japan och USA<br />
planeras liknande faciliteter för dessa ändamål.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 1
del ii – OMrådesöversikter<br />
Betydelsen för svensk forskning<br />
Ett svenskt medlemskap i FAIR, med deltagande i PANDA- och NUSTARexperimenten,<br />
ges enhälligt högsta prioritet inom svenska kärn- och<br />
hadronfysiken. Detta är första gången som en anläggning engagerar hela<br />
det svenska forskarsamhället inom kärn- och hadronfysik. En hearing om<br />
FAIR arrangerades av Vetenskapsrådet i mars 2006.<br />
Användare<br />
Fysiker vid samtliga svenska universitet och högskolor som är verksamma<br />
inom kärn- och hadronfysik har deklarerat sitt intresse för att genomföra<br />
experiment vid FAIR. Det finns också ett starkt intresse bland svenska<br />
atomfysiker för anläggningen. Utöver detta bidrar svenska acceleratorfysiker<br />
<strong>till</strong> acceleratorbygget. Ett samarbetsforum för de svenska intressenterna,<br />
SFAIR, har bildats för att bland annat fungera som kontaktyta mot<br />
Vetenskapsrådet. Det finns också ett starkt intresse bland de svenska teoretiker<br />
att engagera sig i de frågeställningar som adresseras vid FAIR.<br />
Behov och överväganden för att konstruera faciliteten<br />
Sverige har genom Vetenskapsrådet undertecknat ett ”Memorandum of<br />
Understanding”. Det kommer under 2006 att följas upp av ett formellt<br />
åtagande från svensk sida om ett deltagande som partner för uppförandet av<br />
faciliteten. Förhandlingar kommer troligen att starta under 2006. Sverige bör<br />
i dessa förhandlingar noga undersöka möjligheten att bidra <strong>till</strong> konstruktionen<br />
genom ”in-kind”-bidrag både för acceleratorerna och experimenten.<br />
Budget<br />
Investeringskostnaderna för konstruktionen av faciliteten är under utarbetande<br />
och de kommer att vara <strong>till</strong>gängliga ganska snart. Det har preliminärt<br />
angetts en siffra på cirka 10 miljoner kronor av vilket Tyskland kommer att<br />
betala 75 %. De återstående 25 % ska delas mellan de övriga involverade länderna.<br />
Hur organisationen för detta ska se ut kommer att fastställas i de förestående<br />
förhandlingarna. Hur mycket av det svenska bidraget som kan täckas<br />
av ”in-kind”-bidrag (<strong>till</strong> exempel med acceleratorn CRYRING) bör utredas.<br />
utredning om relationer mellan mark- och rymdbaserade infrastrukturer inom<br />
astronomi och astropartikelfysik<br />
I den föreliggande långsiktiga planen berörs rymdbaserade faciliteter endast<br />
flyktigt trots att det finns betydande områden där rymd och markbaserade<br />
faciliteter samverkar. Att infrastrukturerna som är placerade ovanför jorden<br />
<strong>till</strong> stor del lämnats utanför hänger samman med att de finansieras eller<br />
drivs av andra aktörer. Vetenskapsrådet, Rymdstyrelsen och övriga aktörer<br />
2 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
kommer att utreda möjligheter <strong>till</strong> en vidgad samordning, för att främja ett<br />
effektivt resursutnyttjande av existerande och planerade infrastrukturer.<br />
Syfte<br />
Syftet med denna utredning bör vara att <strong>till</strong>sammans med Rymdstyrelsen<br />
definiera problemen och konkret formulera hur dessa frågor ska hanteras i<br />
framtiden.<br />
Behov<br />
Inom både astrofysik och astropartikelfysik planeras ett stort antal projekt<br />
av rymd- eller ballongbaserad natur inom både ESA och NASA. Många av<br />
dessa har svensk medverkan antingen inom ESA:s ram eller som individuellt<br />
svenskt deltagande, <strong>till</strong> exempel ODIN, JWST (Stockholms universitet),<br />
Herschel (Chalmers), och GLAST (Kungliga tekniska högskolan och<br />
Stockholms universitet). Huvudvikten av ESFRI:s verksamhet är inriktad<br />
mot markbundna projekt och de rymdbaserade diskuteras därför inte. De<br />
finns dock flera projekt som i kombination med markbundna instrument,<br />
utgör viktiga delar av de experimentella insatserna i astropartikelfysik<br />
och kosmologi.<br />
Möjlig betydelse för framtida forskning<br />
En samordning mellan Vetenskapsrådet och Rymdstyrelsen bör kunna förbättra<br />
möjligheterna för svenska forskare att på ett effektivt sätt utnyttja de<br />
infrastrukturer som finns eller planeras för framtiden. Det bör ge utökade<br />
möjligheter eftersom mark och rymdbaserade faciliteter ofta kompletterar<br />
varandra.<br />
långsiktiga förslag av paneuropeiskt intresse<br />
ELT (Extremely Large Telescope). ELT är samlingsnamnet för nästa generations<br />
jätteteleskop. ESO (Europeiska sydobservatoriet) har i sin strategiska<br />
plan fram <strong>till</strong> 2020 satt ett ELT som sin högsta prioritet. Tidsskalan för ELTprojektets<br />
färdigställande är 2015-2020 och det finns med på ESFRI:s (European<br />
Strategy Forum on Research Infrastructures) ”List of Opportunities”. Slutligt<br />
beslut om satsningen, vars totalkostnad beräknas närma sig 1 miljard<br />
Euro, är planerat för år 2009. En europeisk styrgrupp för ELT-utveckling, där<br />
Vetenskapsrådet är representerat, finns. Finansieringen av ELT kommer att<br />
ske inom ramen för ESO-samarbetet.<br />
SKA (Square Kilometer Array). En långvågig radiointerferometer med<br />
en ungefärlig yta av en kvadratkilometer. SKA kommer att komplettera<br />
ALMA för längre våglängder. Det bygger på ny teknologi där man planerar<br />
använda en relativt enkel antenndesign <strong>till</strong>sammans med mycket sofistike-<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 3
del ii – OMrådesöversikter<br />
rad elektronik och databearbetning. LOFAR är ett första steg mot denna<br />
teknik. SKA kombinerar ett extremt stort fält med hög spatial upplösning<br />
och känslighet. Denna array är bland annat intressant för att studera rejonisationsepoken<br />
inom galaxbildningen, protoplanetskivor, samt för tester av<br />
relativitetsteorin med hjälp av pulsarer. Tidsskala för SKA är från år 2020<br />
och framåt. Det är ett av de föreslagna globala projekten på ESFRI:s ”List of<br />
Opportunities”.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
5 infrastruktur för molekyl-, cell- och material-<br />
forskning<br />
Inom detta område ryms en stor del av <strong>infrastrukturen</strong> för svensk naturvetenskaplig,<br />
teknisk och medicinsk forskning. Denna infrastruktur är av högsta<br />
vikt både för de stora vetenskapliga framsteg som just nu görs inom området<br />
med betydelse för såväl landets välstånd och <strong>till</strong>växt som för människors<br />
välbefinnande och hälsa.<br />
Svenska forskare använder ett stort antal nationella och internationella<br />
anläggningar och laboratorier för forskning om celler, molekyler och<br />
material. Flera nya infrastrukturer inom området är under uppförande eller i<br />
planeringsstadiet. För många av dem är användningsområdet mycket brett<br />
vilket innebär att fysiker, kemister, medicinare och biologer arbetar sida<br />
vid sida. Detta gör att sanna tvärvetenskapliga perspektiv byggs in i forskningen;<br />
något som skapar goda möjligheter för generering av helt ny verksamhet<br />
eftersom forskarstuderande och yngre forskare på ett naturligt sätt<br />
exponeras för varandras verksamheter.<br />
Exempel på infrastrukturer inom området är synkrotronljuslaboratorier,<br />
neutronkällor, frielektronlasrar, renrum/nanolaboratorier, jontekniska<br />
anläggningar och medicinska ”core” faciliteter. Inom samtliga dessa infrastrukturer<br />
pågår en snabb utveckling som i vissa fall är närmast revolutionär,<br />
eftersom utvecklingen indikerar att helt nya forskningsområden håller på<br />
att växa fram.<br />
Infrastrukturer för molekyl-, cell- och materialforskning delas i rapporten<br />
in i:<br />
• Synkrotronljusfaciliteter<br />
• Neutronfaciliteter<br />
• Frielektronlasrar<br />
• Renrum/nanolaboratorier<br />
• Biomedicinsk infrastruktur.<br />
För vart och ett av ovanstående områden beskrivs befintliga och planerade<br />
anläggningar av intresse för Sverige.<br />
synkrotronljusforskning<br />
Synkrotronljus skapas i stora lagringsringar när elektroner accelereras <strong>till</strong><br />
hastigheter mycket nära ljushastigheten. När dessa relativistiska elektroners<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 5
del ii – OMrådesöversikter<br />
bana böjs av i ett magnetfält skapas elektromagnetisk strålning som kallas<br />
synkrotronljus. Denna typ av ljus har unika egenskaper i form av intensitet,<br />
polarisation, avstämbarhet och kollimering.<br />
Synkrotronljus används av forskare inom ett mycket stort antal vetenskapsgrenar,<br />
från grundläggande fysik och kemi <strong>till</strong> biologi, medicin, materialvetenskap<br />
och teknik. Totalt använder över 1000 forskare och studenter<br />
i Sverige synkrotronljus i sin verksamhet. Fler än tio anläggningar<br />
över hela världen används, men för <strong>till</strong>fället koncentreras det svenska utnyttjandet<br />
<strong>till</strong> MAX-lab i Lund och Europeiska synkrotronkällan, ESRF, i<br />
Grenoble.<br />
Forskningen med synkrotronljus befinner sig i en snabb utveckling såväl<br />
på maskinsidan som <strong>till</strong>hörande instrumentering. För närvarande byggs<br />
flera nya anläggningar i Europa, <strong>till</strong> exempel Diamond i England, Soleil i<br />
Frankrike, Petra III i Tyskland och Alba i Spanien.<br />
Befintliga synkrotronljuslaboratorier<br />
MAX-lab<br />
MAX-lab i Lund är ett nationellt laboratorium för forskning med synkrotronljus<br />
och högenergetiska elektroner. Laboratoriet har nära 700 användare<br />
per år från omkring 30 olika länder. Forskning bedrivs inom ett för<br />
svenska förhållanden mycket stort antal områden och alla landets stora<br />
universitet och högskolor har forskare som gör experiment vid MAX-lab.<br />
Stråltid för experiment vid MAX-lab, liksom vid de flesta synkrotronljuslaboratorier,<br />
erhålls via en experimentansökan som bedöms av en internationell<br />
programkommitté. Vid denna bedömning tas enbart hänsyn <strong>till</strong><br />
förslagens och forskarnas vetenskapliga excellens. Behovet av stråltid är<br />
mellan två och sex gånger större än <strong>till</strong>gången beroende på strålrör och<br />
experiment.<br />
Forskningen vid MAX-lab är baserad på tre lagringsringar för elektroner.<br />
Av dessa är MAX I-ringen (550 MeV) den äldsta och den har varit <strong>till</strong>gänglig<br />
för användare i snart 20 år. MAX III (700 MeV) är den nyaste, den håller precis<br />
på att tas i användning av forskarna. Huvuddelen av verksamheten utförs<br />
dock vid MAX II-ringen (1,5 GeV) som har varit i drift i cirka 10 år.<br />
Vetenskapsrådet och andra forskningsfinansiärer har flera gånger utvärderat<br />
verksamheten vid MAX-lab och den har alltid befunnits hålla högsta<br />
kvalitet. En bidragande faktor <strong>till</strong> framgången är att man genom ett mycket<br />
innovativt arbete inom acceleratorfysik och -teknik vunnit världsrykte<br />
genom kostnadseffektiva och samtidigt högkvalitativa konstruktioner.<br />
Forskningen har även lett <strong>till</strong> svenska teknikutvecklingar inom bland annat<br />
elektronspektroskopi och röntgenspektroskopi, vilket skapat nya företag<br />
och verksamheter utanför akademin.<br />
6 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
ESRF<br />
ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) i Grenoble, Frankrike, är en<br />
6 GeV lagringsring för elektroner. ESRF togs i bruk 1994 och anläggningen<br />
besöks numera av över 5000 forskare årligen. Totalt är 18 europeiska länder<br />
medlemmar i ESRF. Sverige deltar <strong>till</strong>sammans med de nordiska länderna i<br />
via konsortiet Nordsync. Nordsyncs bidrag <strong>till</strong> ESRF:s budget är nominellt<br />
4% fördelade mellan medlemsländerna enligt: Danmark 28,5%, Finland 16%,<br />
Norge 14% och Sverige 41,5%. Fördelningen av <strong>till</strong>gänglig stråltid vid ESRF<br />
sker på basis av vetenskaplig excellens. De nordiska länderna är vetenskapligt<br />
mycket framgångsrika och får i de vetenskapliga utvärderingarna<br />
närmare 6 % av stråltiden vid ESRF. Bidraget från Nordsync <strong>till</strong> ESRF var<br />
därför under 2004, förutom den ordinarie avgiften 2 588 960 euro, baserad<br />
på 4% deltagande, en extra avgift på knappt 600 000 euro för att täcka kostnaden<br />
för överutnyttjande. Frågan om en eventuell ökning av Nordsyncs<br />
bidrag från 4% <strong>till</strong> 5% har diskuterats vid ett antal <strong>till</strong>fällen i ESRF Council.<br />
Nordsync är i princip positivt <strong>till</strong> en ökning <strong>till</strong> 5%, men medlemsländerna<br />
har hit<strong>till</strong>s inte kunnat ena sig om hur kostnaden ska fördelas.<br />
Verksamheten vid ESRF omfattar hela det vetenskapliga spektrat från<br />
grundläggande studier inom basvetenskaperna <strong>till</strong> <strong>till</strong>ämpad forskning.<br />
Eftersom elektronenergin är så hög som 6 GeV har verksamheten en inriktning<br />
mot strukturstudier där hård röntgenstrålning används.<br />
Svenska användare av ESRF kommer från flera forskningsgrenar. Totalt 20<br />
projekt <strong>till</strong>delades stråltid under 2004, varav en större del (71%) gick <strong>till</strong> proteinkristallografi<br />
och strukturbiologi. ESRF används också framgångsrikt av<br />
fysiker för studier av starkt korrelerade elektroner, ytdiffraktion, EXAFS<br />
och magnetism. Forskargrupper från oorganisk kemi studerade bland annat<br />
röntgenmikroskopi och mikrofluorescens.<br />
Utvecklingen inom synkrotronljusforskningen går snabbt framåt och vid<br />
ESRF diskuteras hur en uppgradering av anläggningen ska se ut. Uppgraderingen<br />
motiveras delvis av att flera europeiska länder bygger synkrotronljuslaboratorier<br />
med lagringsringar som troligtvis kommer att konkurrera mycket<br />
framgångsrikt prestandamässigt med ESRF i lågenergiområdet. Dessa<br />
förändringar bör tas i beaktande inför ett beslut om en framtida ökning av<br />
Nordsyncs medlemsandel i ESRF.<br />
Swiss Light Source<br />
Swiss Light Source (SLS) vid Paul Scherrer Institut (PSI) är en 2,4 GeV tredje<br />
generationens synkrotronljuskälla som producerar ljus av högsta briljans<br />
och stabilitet. För närvarande har SLS fem strålrör öppna för användare och<br />
är därmed en liten anläggning med avseende på det totala antalet användare.<br />
SLS karakteriseras av mycket hög strålstabilitet och fotonintensitet. Den<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 7
del ii – OMrådesöversikter<br />
senare uppnås genom att anläggningen körs i så kallad top-up, vilket innebär<br />
att elektronstrålen hela tiden hålls vid konstant strömstyrka. En viktig<br />
utveckling vid SLS är FEMTO-projektet som avser att utveckla en pulsad<br />
källa med 80-100 femtosekunds långa hårdröntgenpulser.<br />
Övriga<br />
Förutom ovan nämnda anläggningar, använder svenska forskare ett stort antal<br />
synkrotronljuskällor i världen. Inom Europa ska nämnas BESSY II, DORIS<br />
III och ELETTRA.<br />
BESSY II i Berlin, Tyskland, är baserad på en 1,7 GeV lagringsring och har<br />
varit i funktion sedan 1999. Svenska forskare använder BESSY främst för<br />
studier av magnetism och inom molekylfysik.<br />
Doris III är en 4,45 GeV lagringsring vid HASYLAB i Hamburg, Tyskland.<br />
Verksamheten vid Doris III och dess föregångare har varit av största<br />
betydelse för den svenska forskningen. Vid anläggningen finns cirka 35<br />
strålrör varav de flesta arbetar inom röntgenområdet. Fortfarande används<br />
Doris III av svenska forskargrupper även om nyttjandet nu är lägre än tidigare.<br />
Elettra i Trieste, Italien, är en tredje generationens ljuskälla med en elektronenergi<br />
på som kan varieras mellan 2,0 och 2,4 GeV. Vid Elettra finns<br />
drygt 25 strålrör med <strong>till</strong>hörande experimentstationer. Elettra används<br />
främst av svenska fysiker för elektronstrukturstudier.<br />
Av de synkrotronljuskällor utanför Europa som används av svenska forskare<br />
kan nämnas Advanced Photon Source (APS) och Advanced Light Source<br />
(ALS) i USA och Spring-8 i Japan. Av dessa är APS och Spring-8 lagringsringar<br />
som genererar hårdröntgen medan ALS är en tredje generationens<br />
lagringsring inriktad mot studier i mjukröntgenområdet. Alla källorna<br />
används av svenska forskare vid speciella studier som med svårighet eller<br />
inte alls kan göras i Europa.<br />
nya synkrotronljusanläggningar<br />
Efterfrågan på högkvalitativt synkrotronljus har varit så stor att flera länder i<br />
Europa har startat eller planerar att starta nya nationella laboratorier. Dessa<br />
har en profilering mot röntgenområden och framförallt mot strukturstudier<br />
av komplicerade material och makromolekyler. Även i Sverige pågår en<br />
planering för ett nytt synkrotronljuslaboratorium, MAX IV.<br />
MAX IV<br />
Vid MAX-lab har under en tid pågått planering för ett nytt laboratorium,<br />
MAX IV. Utvecklingen har stötts av bland annat Vetenskapsrådet och<br />
8 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Knut & Alice Wallenbergs stiftelse. MAX IV planeras att bestå av tre lagringsringar<br />
för elektroner: en 1,5 GeV-ring och en 3 GeV-ring som ska<br />
placeras ovanpå varandra samt en omlokaliserad MAX III-ring. Dessutom<br />
planeras konstruktion av en frielektronlaser i ett senare skede. De nya 1,5<br />
GeV- och 3 GeV-ringarna kommer enligt planerna att ha bättre prestanda<br />
än någon idag existerande lagringsring vad avser emittans hos ljusstrålen.<br />
För 1,5 GeV-ringen blir ε x = 0,34 nmrad och för 3 GeV-ringen blir ε x = 0,8<br />
nmrad.<br />
MAX-lab sände under hösten 2005 en rapport <strong>till</strong> Vetenskapsrådet som<br />
beskrev den tekniska designen av acceleratorsystemet. En internationell<br />
expertgrupp <strong>till</strong>sattes för att utvärdera förslaget. Rapporten från utvärderingsgruppen<br />
kom i januari 2006, där kan bland annat läsas ”The committee<br />
finds the design concept sound. It offers a source with an order of magnitude<br />
higher brightness than other third generation synchrotron radiation<br />
sources and it is judged by the committee to be a base for detailed design<br />
study”.<br />
Efter det positiva utlåtandet om acceleratorkonceptet har MAX-lab nu<br />
gått vidare och sänt in en ”Conceptual Design Report” <strong>till</strong> Vetenskapsrådet.<br />
Denna rapport omfattar både ett vetenskapligt program för MAX IV och<br />
en detaljerad plan för hur de första 15 strålrören ska byggas ut. I arbetet som<br />
ligger <strong>till</strong> grund för rapporten har ett flertal olika workshops och seminarier<br />
arrangerats och över 300 forskare har varit inblandade i arbetet.<br />
KFI avvaktar resultat från utvärderingen av den vetenskapliga motiveringen<br />
för MAX IV som kommer att genomföras under hösten 2006.<br />
Petra III<br />
För en kostnad av 250 miljoner euro bygger nu den tyska regeringen och<br />
staden Hamburg om kolliderarringen Petra <strong>till</strong> en mycket högpresterande<br />
lagringsring för synkrotronljus, Petra III. Anläggningen beräknas vara i<br />
drift 2009 och kommer att ha 14 strålrör och över 30 experimentstationer.<br />
Bland de experiment som planeras kan nämnas proteinkristallografi, lågvinkelspridning,<br />
och koherent avbildning.<br />
Som framgår av tabellen kommer Petra III att ha en briljans som för närvarande<br />
inte uppnås vid någon annan synkrotron i världen. I första hand den<br />
låga emittansen, men också den höga elektronenergin, ger Petra III unika<br />
prestanda som kommer att möjliggöra försök i den absoluta fronten inom<br />
strukturforskningen. Speciellt kommer detta att ge möjligheter att studera<br />
mycket små prover med stora enhetsceller, som biomolekylära material.<br />
Den höga energin och möjlighet <strong>till</strong> finkollimering kommer att möjliggöra<br />
studier <strong>till</strong> atomär upplösning i realtid.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 9
ε x [nmrad] E [GeV] ε x / E 2<br />
USR 0,3 7,0 0,006<br />
Petra III 1,0 6,0 0,027<br />
SPring8 3,4 8,0 0,053<br />
APS 3,0 7,0 0,061<br />
ESRF 3,9 6,0 0,110<br />
Diamond 2,5 3,0 0,200<br />
Soleil 3,0 2,5 0,480<br />
SLS 4,4 2,4 0,760<br />
ELETTRA 7,0 2,4 1,220<br />
BESSY II 6,0 1,9 1,660<br />
Spear III 18,0 3,0 2,000<br />
MAX II 9,0 1,5 4,000<br />
ANKA 41,0 2,4 6,560<br />
Doris III 450,0 4,5 22,20<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Table I: Emittance (ε x), particle energy (E) and normalized emittance<br />
(ε x /E2) of a number of operating and planned storage rings. USR denotes<br />
a study about an ultimate storage ring carried out by the ESRF (Ropert, A,<br />
Filhol, Elleaume, P, Farvacque, L, Hardy, L, Jacob, J. & Weinrich, U: Towards<br />
the ultimate storage ring-based light source. Proceedings of the 7 th European<br />
Particle Accelerator Conference (EPAC 2000), pages 83–87, 2000).<br />
Det är av stor vikt att följa utvecklingen vid Petra III. Beroende på projektets<br />
utveckling kan det i en nära framtid bli aktuellt med en starkare svensk<br />
fokusering och prioritering av anläggningen.<br />
Soleil<br />
Soleil är en ny nationell fransk synkrotronljuskälla som byggs utanför<br />
Paris. Anläggningen planeras att börja leverera ljus under 2006 och kommer<br />
att öppnas för användare under 2007. Soleil får en 2,75 GeV lagringsring<br />
med en omkrets på 354 meter och 24 raksträckor och liknar<br />
i konstruktion och prestanda den brittiska synkrotronen Diamond<br />
(se nedan). I motsats <strong>till</strong> Diamond kommer Soleil att specialiseras på<br />
användning av synkrotronljusets speciella kortpulsstruktur. Man har utvecklat<br />
ett nytt sätt att alstra subpicosekund-röntgenpulser som ska leverera<br />
fotonintensiteter som är lika höga som de som uppnås vid ”normal”<br />
användning av synkrotronen. Vid Soleil ska de korta pulserna uppnås<br />
genom ”CRAB”-kaviteter som delar upp elektronstrålen transversellt.<br />
Liknande utvecklingar sker även vid APS i USA och Spring-8 i Japan.<br />
Utvecklingen av röntgenpulser i femtosekundskalan förutspås allmänt<br />
50 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
att ha mycket stort vetenskapligt värde genom att det möjliggör studier<br />
av en kombination av spektroskopi och strukturbiologi i femtosekundsregimen.<br />
Intresset för forskning med ultrakorta röntgenpulser är stort i<br />
Sverige, eftersom svenska forskare redan har en internationellt ledande<br />
ställning inom detta forskningsområde.<br />
Diamond<br />
Diamond är ett nationellt synkrotronljuslaboratorium som nu byggs på<br />
Harwell Chilton Science Campus, vid CCLRC Rutherford Appleton Laboratory<br />
i Storbritannien. Diamond baseras på en 3 GeV lagringsring med<br />
24 celler och en omkrets på 560 meter. Det är planerat att anläggningen ska<br />
öppnas för användare tidigt under 2007. I den första fasen kommer sju strålrör<br />
att vara färdiga, varav tre för makromolekylär kristallografi, samt strålrör<br />
för mikrofokus och nanovetenskap. Då anläggningen fullt utbyggd kommer<br />
den att kunna härbärgera omkring 40 olika experimentstationer.<br />
uppskattning av det framtida behovet av synkrotronstrålning<br />
Utvecklingen inom synkrotronljusforskningen går mycket snabbt och de<br />
svenska forskarnas behov av kan förväntas öka eftersom flera vetenskaper<br />
nått en nivå då karakterisering på nano- eller atomnivå blir nödvändig. Detta<br />
gäller inom såväl inom bio- och materialvetenskap som inom avancerad<br />
elektronik.<br />
Det blir nödvändigt att noga följa den internationella utvecklingen och<br />
då speciellt inom röntgenforskningen. Svenska forskare får idag sina behov<br />
av stråltid i stor utsträckning <strong>till</strong>godosedda via ESRF och MAX-lab. Sverige<br />
har en viss överanvändning av ESRF, något som kan förväntas vara fallet<br />
även under de närmaste två <strong>till</strong> tre åren. Situationen kan dock förändras<br />
när de nya synkrotronljuskällorna Diamond, Soleil och Petra III startar och<br />
har genomgått sin första fas. Speciellt Petra III kommer att erbjuda unika<br />
experimentförhållanden som KFI kommer att utvärdera inför kommande<br />
versioner av infrastruktur<strong>guide</strong>n.<br />
En intressant utveckling är också att helt kommersiella företag och industrier<br />
i allt större utsträckning upphandlar synkrotronljustid. Vetenskapsrådet<br />
har <strong>till</strong>sammans med bland annat Vinnova ett ansvar för att<br />
se <strong>till</strong> att de får sina behov <strong>till</strong>godosedda. Speciellt gäller det mindre och<br />
medelstora företag som inte kan hålla sig med egna staber av specialiserade<br />
forskare.<br />
Designen av MAX IV ger förhoppningar om den ultimata synkrotronljuskällan,<br />
åtminstone inom mjukröntgenområdet. Vetenskapsrådet arbetar<br />
just nu med utvärderingen av det nyligen inkomna förslaget varför alla ställningstaganden<br />
i nuläget är förhastade.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 51
frielektronlasrar<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Genom de stora framsteg som gjorts inom acceleratorteknologin under det<br />
senaste decenniet har det nu blivit möjligt att skapa koherent laserliknande<br />
strålning i röntgenområdet. Denna typ av ljuskälla kallas frielektronlaser<br />
och är baserad på en kraftig linjäraccelerator för elektroner som ger elektronerna<br />
en hastighet mycket nära ljushastigheten och en periodisk magnetstruktur<br />
som ger elektronstrålen en mycket väldefinierad undulerade rörelse<br />
från vilken den koherenta strålningen genereras.<br />
Såväl internationellt som i Sverige har det skapats mycket stora förväntningar<br />
på de nya frielektronlaserkällorna. De kommer att ha helt unik<br />
prestanda i form av extremt höga intensiteter, korta våglängder (λ≈ 1Å) och<br />
korta pulser (≤ 10 femtosekunder). Detta gör att helt nya forskningsfält kan<br />
komma att öppnas och att det för första gången blir möjligt att korrelera<br />
dynamiken hos strukturella förändringar med elektronstrukturen. Denna<br />
typ av kunskap är nödvändig för en mera fullständig förståelse av laddningsöverföringsprocesser.<br />
Men även mera exotiska studier som kokning av<br />
vakuum och holografisk stroboskopisk avbildning av celler kan bli möjliga.<br />
Utvecklingen av frielektronlasrar i röntgenområdet sker idag vid Linac<br />
Coherent Light Source (LCLS) i USA och vid X-ray Free-Electron Laser<br />
Laboratory (XFEL) i Tyskland. LCLS kommer att bli världens första källa<br />
för laserröntgen när den startar cirka 2009. I Hamburg beräknas verksamheten<br />
vid XFEL kunna startas 2012. En förutsättning är att de europeiska<br />
länderna kan nå en uppgörelse om de finansiella villkoren. Förhandlingar<br />
om medlemskap är inne i ett intensivt skede och klarhet om utfallet kan<br />
förväntas under 2006.<br />
I Hamburg har sedan hösten 2005 gjorts experiment med världens första<br />
frielektronlaser i mjukröntgenområdet. Resultaten från den och den tidigare<br />
testfaciliteten i Hamburg är mycket lovande.<br />
Även inom VUV-området och mjukröntgen pågår en utveckling av frielektronlasrar<br />
i Europa. I Trieste, Italien, har finansiering erhållits för att<br />
starta FERMI-projektet; i Berlin, Tyskland, finns ett förslag om att bygga<br />
BESSY-FEL; i Daresbury, Storbritannien, finns långt framskridna planer<br />
på att bygga 4-GLS och i MAX IV-förslaget från Lund ingår planer på en<br />
VUV-frielektronlaser. Denna utveckling har ansetts så viktig att ”European<br />
Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI)” tagit upp ett nätverk<br />
av frielektronlasrar på sin ”List of Opportunities” <strong>till</strong> EU-kommissionen.<br />
Vetenskapsrådet har deltagit i diskussionen kring svenska bidrag i utvecklingen<br />
och forskningen kring frielektronlasrar. I september 2004<br />
undertecknade Vetenskapsrådets generaldirektör ett ”Memorandum of<br />
Understanding” (MoU) för Sverige avseende den förberedande fasen av<br />
XFEL i Hamburg. En bidragande anledning <strong>till</strong> Vetenskapsrådets engage-<br />
52 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
mang i dessa frågor är den starka position som svenska forskare har i frågor<br />
avseende forskningen med och utvecklingen av frielektronlasrar. Både i<br />
projekten på Stanford och i Hamburg har svenska forskare haft och har<br />
mycket framträdande positioner.<br />
Figur: Utvecklingen av röntgenstrålning<br />
XFEL – X-ray Free Electron Laser facility<br />
Den vetenskapliga motiveringen <strong>till</strong> den föreslagna XFEL i Hamburg är<br />
mycket stark på grund av anläggningens egenskaper som briljans, koherens<br />
och tidstruktur. Med denna typ av strålkälla blir det möjligt att för första<br />
gången studera nya <strong>till</strong>stånd hos materien med rumsupplösning av 1 Å och<br />
tidsupplösning i femtosekundområdet. Exempel på forskning som blir möjlig<br />
med XFEL är:<br />
• studier av struktur och kemiska reaktioner i femtosekundsområdet<br />
• strukturstudier av biomolekyler utan behov av att kristallisera materialet<br />
• utforskandet av icke-linjära egenskaper i materia inom röntgenområdet<br />
• dynamiken hos fluktuationer på interatomär nivå och femtosekunds tids-<br />
skala<br />
Den europeiska röntgenfrielektronlasern är uppbyggd kring en linjäraccelerator<br />
som arbetar med supraledande RF-teknologi som ger en hög grad av<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 53
del ii – OMrådesöversikter<br />
flexibilitet vid val av energier och pulsstruktur. I första driftsfasen kommer<br />
XFEL att ha fem undulatorstrålrör, tre SASE och två för hårdröntgen. Ett av<br />
SASE-strålrören kommer att ge strålning i mjukröntgenområdet. Design av<br />
tunnlarna gjorts så att maximal flexibilitet erhålls.<br />
Center for Free Electron Laser Studies (CFEL) vid DESY<br />
DESY avser att <strong>till</strong>sammans med Max Planck-samfundet och Hamburgs<br />
universitet inrätta ett kraftfullt ”Center for Free Electron Laser Studies”<br />
(CFEL), som kommer att fokusera sin verksamhet på <strong>till</strong>ämpningar på frielektronlaserteknologin.<br />
Deltagare planeras komma både från Hamburgregionen<br />
och från Europa och resten av världen. CFEL avser att bli ett instrument<br />
för att hjälpa de tyska deltagarna att fylla de 40% av användartiden<br />
vid XFEL som motsvarar det tänkta tyska bidraget <strong>till</strong> driftskostnaderna för<br />
XFEL. Mål och utveckling av de tyskfinansierade FEL-forskningsaktiviteterna<br />
kommer att behöva stämmas av kontinuerligt inom både DESY och dess<br />
partners och inom XFEL GmbH. Sverige borde undersöka möjligheterna<br />
att delta i centret, eftersom ett medlemskap skulle stärka utfallet av svenska<br />
investeringar i XFEL-projektet. XFEL planerar också en intern forskningsanläggning.<br />
Linac Coherent Light Source (LCLS) och Ultrafast Science Center (UFC),<br />
Stanford, USA<br />
Konstruktion av LCLS påbörjades i mars 2006 och när den är färdig att tas<br />
i drift kommer LCLS att vara den första frielektronlasern för hårdröntgen.<br />
Den kommer att avge fullt koherenta röntgenpulser i våglängdsområdet 1,5<br />
Å <strong>till</strong> 15 Å (motsvarande energier mellan 8 keV och 800 eV) och med livstider<br />
på femtosekunder. Maxbriljansen hos dessa pulser kommer att vara<br />
10 miljarder gånger starkare än från någon nu existerande anläggning. Sex<br />
försöksstationer kommer att byggas under en femårsperiod. Två av dem kommer<br />
att optimeras för hårdröntgenstudier av ultrasnabb dynamik på atomär<br />
nivå. Ett tredje instrument kommer att fokuseras på koherent avbildning<br />
av nanopartiklar och stora biomolekyler med hårdröntgen. Det fjärde instrumentet<br />
kommer att möjliggöra användning av mjukröntgen för studier<br />
av magnetstruktur och ytkemi, medan instrument fem och sex kommer att<br />
vara specialiserade på forskning inom atomfysik och plasmafysik.<br />
Ultrafast Science Center (UCF) i Stanford kommer att stärka redan existerande<br />
kraftfull forskning inom atomfysik, kemi, biologi och kondenserad<br />
materiefysik och avser att stå som garant för frontforskning med ultrasnabb<br />
teknik med röntgen- och elektronstrålning. Centret kommer under de tre<br />
första åren i drift att fokusera på ultrasnabb struktur- och elektrondynamik<br />
inom materialvetenskap, bildning av attosekunds laserpulser, enmolekyls-<br />
5 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
avbildning samt forskning på effektiv ljusinfångning och solenergiomvandling<br />
på molekylär nivå.<br />
utveckling kring frielektronlasrar<br />
Genom utvecklingen av frielektronlasrar med ultrakorta pulser i röntgenområdet<br />
kommer helt nya forskningsfält att öppnas och stora genombrott<br />
inom flera områden kan förväntas. Flera svenska forskargrupper och<br />
universitet är engagerade på bred front i frielektronlaserforskningen. Detta<br />
bekräftades under den ”hearing” om det svenska deltagandet i XFEL som<br />
Vetenskapsrådet arrangerade våren 2006. Det är därför extra viktigt att noga<br />
bevaka denna utveckling.<br />
I ett första steg rekommenderas att Sverige följer upp det MoU som<br />
Vetenskapsrådet undertecknat och blir medlem i XFEL. Men med tanke på<br />
att utvecklingen vid LCLS i Stanford kommer att starta cirka tre år innan<br />
XFEL och det starka svenska engagemanget vid Stanford i allmänhet och<br />
inom synkrotronljus- och frielektronlaserforskning i synnerhet bör<br />
Vetenskapsrådet om möjligt även söka en överenskommelse med LCLS,<br />
alternativt stödja forskargrupper som engagerar sig i projektet.<br />
Utvecklingen kring andra mjukröntgenlasrar i Europa (FERMI, SPARC,<br />
4-GLS, BESSY-FEL) ska följas och beroende på svenskt användartryck och<br />
resultatet av prioriteringen gjord inom ESFRI kan flera anläggningar komma<br />
att rekommenderas.<br />
neutronspridning<br />
Tillgång <strong>till</strong> neutronstrålning är en viktig del av den globala forsknings<strong>infrastrukturen</strong>,<br />
och är även viktig ur ett svenskt perspektiv. Sverige har<br />
idag cirka 100 forskare, brett representerade inom natur- och teknikvetenskaperna,<br />
som använder sig av neutronspridning i sin forskning. Tillämpningarna<br />
för neutronspridning spänner över många fält av stor strategisk<br />
betydelse: materialvetenskap, energiforskning, nano- och bioteknologi samt<br />
medicin. De experiment som utförs kan handla om diffraktion, inelastisk<br />
och kvasielastisk spridning, lågvinkelspridning och reflektivitet. De flesta<br />
neutronanvändarna är också användare av röntgenstrålning som en kompletterande<br />
metod, och är därför även aktiva på infrastrukturanläggningar<br />
inom synkrotronljusområdet, som ESRF och MAX-lab.<br />
Svenska forskare gör neutronexperiment framförallt vid ett antal olika<br />
europeiska anläggningar, men det existerar även en viss svensk aktivitet utanför<br />
Europa, <strong>till</strong> exempel vid NIST i USA. De europeiska anläggningar som<br />
främst används är ILL, ISIS, SINQ (PSI) och LLB, men inom en snar framtid<br />
kan man förvänta sig även en signifikant aktivitet vid den nya anläggningen<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 55
del ii – OMrådesöversikter<br />
FRM II i München. I april 2005 undertecknade Sverige genom Vetenskapsrådet<br />
ett kontrakt med ILL, för <strong>till</strong>fället världens kraftigaste neutronkälla,<br />
om partnerskap som ger svenska forskare <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> stråltid vid anläggningen.<br />
Kontraktet löper dock ut vid årsskiftet 2006/2007 och måste alltså<br />
omförhandlas under 2006. Ett möjligt scenario är att Sverige lierar sig med<br />
andra stater inom ett konsortium för att gemensamt kunna vara en större<br />
och mera signifikant partner vid anläggningen.<br />
ISIS, SINQ, LLB och FRM II är alla partners inom europeiska programmet<br />
NMI3 (”The Integrated Infrastructure Initiative for Neutron Scattering and<br />
Muon Spectroscopy”). Ca. 10 % av anläggningarnas stråltid är <strong>till</strong>gängliga<br />
inom programmet som ersätter forskare för resa och uppehälle vid anläggningen.<br />
Flertalet experiment utanför NMI3 får stöd från Vetenskapsrådet i<br />
form av resestipendier.<br />
Nedläggningen av Studsvikreaktorn har naturligtvis starkt påverkat <strong>till</strong>gängligheten<br />
av neutroner för svenska forskare. De experiment som främst<br />
bedrevs vid Studsvik var diffraktionsstudier inom områdena jonledare,<br />
metallhydrider, supraledare samt ferroelektriska och magnetiska system.<br />
Totalt handlade det om mer än 400 stråldagar per år för svenska forskare vid<br />
Studsviks neutronforskningslaboratorium NFL. Den nya situationen kräver<br />
ett ökat svenskt engagemang i de olika europeiska anläggningarna och ofta<br />
längre framförhållning för från forskarnas sida. Flera svenska användare<br />
föreslår att Sverige åter går in som partner vid ISIS, där man av tradition<br />
tidigare har bedrivit diffraktionsstudier, men nämner även möjligheten att<br />
undersöka om ILL, PSI eller FRM II, kan <strong>till</strong>godose behovet av stråltid på<br />
diffraktionsinstrument.<br />
Svensk neutronspridningsforskning kan även stödjas genom inrättandet<br />
av ”Collaborating Research Groups”, CRG, vid en eller flera neutronanläggningar,<br />
vilket innebär placering av en person vid anläggningen som deltar i<br />
utvecklingen och/eller driften av ett instrument i olika grad av samarbete<br />
med anläggningen. CRG ger möjlighet <strong>till</strong> en generell kompetensuppbyggnad<br />
inom svensk neutronspridningsforskning, vilket torde vara av speciellt<br />
intresse i det fall att Sverige erbjuder värdskap åt den planerade europeiska<br />
spallationskällan ESS (se nedan).<br />
ESS och ESS-Scandinavia<br />
European Spallation Source, ESS, är en planerad sameuropeisk anläggning<br />
för mångvetenskaplig forskning med hjälp av neutronspridningsteknik. ESS<br />
kommer att bli ett av världens främsta verktyg för forskning om avancerade<br />
material. Med neutronspridningsteknik kan man få direkt information om<br />
materials och molekylers atomära struktur och om mikroskopisk dynamik<br />
som diffusion och vibrationer, men även om magnetism på atom- och<br />
56 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
molekylnivå. En speciell egenskap är att även lätta atomer som väte kan<br />
studeras. Forskningsområden och industrier som kommer att kunna utnyttja<br />
ESS finns inom bland annat material- och nanoteknik, kemi, molekylärbiologi,<br />
biomedicin, läkemedel, energiteknik och IT.<br />
I Europa har det länge planerats för byggandet av en ny kraftfull neutronanläggning:<br />
”European Spallation Source”, ESS. Ett stort antal länder i<br />
Europa har varit inblandade i den tekniska designen och har även visat<br />
intresse för samarbete kring konstruktionen. I en spallationskälla produceras<br />
neutronerna med hjälp av en accelerator genom en så kallad spallationsprocess,<br />
istället för i en kärnreaktor. Detta sätt att producera neutroner<br />
används sedan länge i världens hit<strong>till</strong>s starkaste spallationskälla ISIS vid<br />
Rutherford-Appleton Laboratory i Storbritannien. Både i USA och Japan<br />
konstrueras kraftfulla spallationsanläggningar som kommer att stå färdiga<br />
under 2007.<br />
Det skandinaviska konsortiet ESS-Scandinavia (ESS-S) driver förslaget<br />
att Sverige ska erbjuda sig att stå som värd för ESS med placering i Lund.<br />
Lokaliseringen av en stor europeisk forskningsanläggning <strong>till</strong> Sverige kan<br />
få en mycket positiv inverkan på svensk forskning och <strong>till</strong>växt. Finansieringsfrågan<br />
är dock delikat då det är viktigt att projektet <strong>till</strong> en avsevärd<br />
del kan finansieras med näringspolitiska medel så att den svenska forskningsbudgeten<br />
för andra områden inte påverkas negativt. Kostnaderna för<br />
att bygga ESS beräknas <strong>till</strong> cirka 11 miljarder kronor, driftskostnaderna <strong>till</strong><br />
omkring 1 miljard per år. Kostnaderna fördelas mellan de ingående länderna<br />
ungefär enligt BNP-andel, men värdlandet förväntas ställa upp med en extra<br />
så kallad site-premium för både konstruktion och drift. I juni 2005 redovisade<br />
Allan Larsson regeringsuppdraget ”Svenskt värdskap för ESS” där han<br />
rekommenderar att Sverige ska erbjuda värdskap för anläggningen under<br />
förutsättning att det finns ett stort intresse både från forskarsamhället och<br />
industrin. Ett regeringsbeslut väntas under 2006 om Sverige ska fortsätta<br />
att arbeta aktivt för ett värdskap. Oavsett var ESS byggs är anläggningen<br />
högintressant för svenska forskare.<br />
renrum och nanolaboratorier<br />
Forskningen inom nanovetenskap, sensorteknologi, mikroelektronik och<br />
fotonik är stark och framgångsrik i Sverige. En stor del av denna forskning<br />
ställer betydande krav på infrastruktur i form avancerad instrumentering<br />
som ofta måste placeras i miljöer med mycket höga krav på renhet och<br />
säkerhet. Detta <strong>till</strong>godoses genom uppförande av renrum där kontrollen på<br />
ingångsluft, utsläppsluft, partikeltäthet med mera är väl kontrollerad. Forskningen<br />
som utförs i renrum har utvärderats av internationella experter vid<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 57
del ii – OMrådesöversikter<br />
ett antal <strong>till</strong>fällen. En större utvärdering 2002 ledde <strong>till</strong> att Vetenskapsrådet<br />
<strong>till</strong>sammans med Knut & Alice Wallenbergs stiftelse (KAW), Stiftelsen för<br />
Strategisk Forskning (SSF) och Vinnova 2003 bildade ett nätverk mellan de<br />
tre stora renrummen i Sverige, Myfab. Laboratorierna som ingår i nätverket<br />
är Electrumlaboratoriet vid Kungliga tekniska högskolan, Ångströmlaboratoriet<br />
vid Uppsala universitet och Nanofabrikationslaboratoriet MC2 vid<br />
Chalmers. Nätverket leds av en oberoende styrelse som fördelar de medel<br />
som finansiärerna av Myfab bidrar med, för närvarande fem miljoner kronor<br />
per år och finansiär.<br />
Avsikten med Myfab är att optimera användandet av renrummen i Sverige.<br />
Följande uppgifter har getts <strong>till</strong> nätverket.<br />
• Att erbjuda högkvalitativa renrum och expertis inom avancerad forskning<br />
<strong>till</strong> alla universitet i Sverige med samma villkor som för värduniversiteten.<br />
• Möjliggöra ett ökat användande av renrum i svensk industri och bland<br />
branschforskningsinstitut.<br />
• Marknadsföra nätverket.<br />
• Öka användandet av laboratorierna inom nya forskningsområden.<br />
• Erbjuda ett fullgott användarstöd.<br />
• Fördela ansvaret för olika teknologier inom mikro- och nanofabrikation<br />
mellan de tre laboratorierna baserat på styrkeområden för de tre universiteten.<br />
• Undvika duplicering av dyrbar utrustning.<br />
Ångströmlaboratoriet i Uppsala har en total yta av 2000 m 2 med olika grader<br />
av partikelkontroll. Processlaboratoriet <strong>till</strong>handahåller bland annat följande<br />
tjänster: våtkemi, diffusion och jonimplantation, litografi, torretsning, och<br />
tunnfilmprocesser. Laboratoriet har 11 anställda.<br />
Nanofabrikationslaboratoriet vid Chalmers har 1240 m 2 som är klassat som<br />
renrum. Följande processtekniker finns <strong>till</strong>gängliga: elektronstrålelitografi;<br />
tunnfilmsdeposition; plasmaprocesser; termiska processer; molekylstråleepitaxi<br />
(MBE) av III-V material. Nanofabrikationslaboratoriet har 17 anställda.<br />
Electrumlaboratoriet i Stockholm är ett renrumslaboratorium på 1300 m 2<br />
med kompletta processlinor för komponentutveckling och <strong>till</strong>verkning av<br />
en lång rad elektronik-, fotonik- and mikrosystemkomponeter i kisel och<br />
sammansatta halvledarmaterial. Electrumlaboratoriet har 9 anställda.<br />
Verksamheten inom Myfab ska under hösten 2006 utvärderas i enlighet<br />
med de riktlinjer som antogs vid bildandet. Vetenskapsrådet avstår därför från<br />
mer detaljerade yttranden om verksamheten innan utvärderingen är gjord.<br />
Även inom ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures)<br />
har behovet av renrum/nanolaboratorier uppmärksammats: ESFRI föreslår<br />
58 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
på sin ”List of Opportunities” <strong>till</strong> EU-kommissionen ett nätverk, PRINS<br />
(Pan-European Research Infrastructure for Nano-Structures), för att stödja<br />
nanoforskningen. Om Sverige ska kunna konkurrera inom PRINS kommer<br />
det att krävas väl fungerande renrum. Efter att ESFRI:s roadmap presenterats<br />
i oktober 2006 kommer KFI att bedöma det svenska intresset för PRINS.<br />
Jonteknisk forskning<br />
Behovet av väl kontrollerade jonstrålar är stort och joner används inom flera<br />
vetenskapsområden för materialmodifiering i halvledare, för datering inom<br />
arkeologi och geologi samt för bestämning av låga koncentrationer av spårämnen<br />
via olika typer av kärnfysikaliska metoder, Rutherford Back Scattering<br />
(RBS) och vid lägre energier SIMS (Secondary Ion Mass Spectrometry). Från<br />
att tidigare flera svenska universitet har haft jonstråleacceleratorer har nu<br />
verksamheten huvudsakligen koncentrerats <strong>till</strong> Lund och Uppsala.<br />
En betydande del av verksamheten som bedrivs med jonstrålar ligger<br />
inom det geovetenskapliga området och även inom humaniora. För planering<br />
av fortsatta insatser inom jonteknik är det därför viktigt att samverkan<br />
sker mellan olika intressenter.<br />
Biomedicinsk infrastruktur<br />
Det moderna samhället ställer höga krav på dagens universitet och sjukhus.<br />
För att kontinuerligt kunna erbjuda förbättrad utbildning och vård måste<br />
utveckling av behandlingsmetoder, läkemedel och diagnostik bedrivas på<br />
ett effektivt sätt. Därför bör det vid alla större sjukhus finnas en gedigen<br />
och modern biomedicinsk forskning. Den finansieras idag av landstingen,<br />
Vetenskapsrådet och andra finansiärer som <strong>till</strong> exempel donationsfonder.<br />
Hur den biomedicinska forskningen bedrivs i relation <strong>till</strong> vård varierar något<br />
från sjukhus <strong>till</strong> sjukhus. Stora delar av den biomedicinska forskningen<br />
är multidisciplinär i sin natur och detta kan innebära ett stort problem.<br />
Begreppet translationell forskning kan användas som ett sätt att illustrera<br />
detta problem: Att studera en sjukdoms symptom och sedan utreda dess<br />
bakgrund, i många fall ner <strong>till</strong> det molekylära, för att sedan överföra, ”translatera”,<br />
erhållna insikter vidare <strong>till</strong> patienten genom förbättrad vård, diagnostik<br />
och läkemedel ställer oerhört höga krav på läkaren/forskaren som<br />
förväntas vara specialist på allt. Ett rationellt sätt att förbättra denna situation<br />
är att skapa en multidisciplinär miljö där läkaren/forskaren ges <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> spetskompetens på ett naturlig sätt. Ett laboratorium i molekylärmedicin<br />
där kliniker och molekylärforskare går samman är ett sätt att skapa<br />
en sådan miljö. Stöd <strong>till</strong> ett sådant laboratorium, som på sikt kan få status<br />
som en EMBL-nod, har utlysts av Vetenskapsrådet under sommaren 2006.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 59
del ii – OMrådesöversikter<br />
Lokala varianter inom samma tema kan ses på flera Wallenberglaboratorier.<br />
Ett annat sätt är att utlysa tematiska projekt som kräver att kliniker och<br />
molekylärforskare går samman för att lösa viktiga frågor inom medicin. Ett<br />
tredje sätt är att erbjuda <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> multidisciplinär spetskompetens genom<br />
så kallade ”core-faciliteter”. Alla tre bör beaktas och idealt, erbjudas<br />
inom samma miljö. Denna text har sitt fokus på ”core-faciliteter”.<br />
Infrastruktur för klinisk medicinsk forskning är omfattande, kostsam<br />
och ofta med flera huvudmän. Större delen finns idag inom den offentliga<br />
sjukvården i form av <strong>till</strong> exempel sjukhus, patienter, patientdata och utrustning.<br />
Den andra stora delen finns inom läkemedelsindustri, bioteknisk- och<br />
medicinteknisk industri med forsknings- och produktionsenheter. Den<br />
tredje delen finns inom den akademiska forskningen.<br />
Även om infrastruktursatsningarna för att säkerställa kvalitet och utveckling<br />
är omfattande inom den offentliga sjukvården är de inte <strong>till</strong>räckliga för<br />
internationellt konkurrenskraftig klinisk grundforskning. Forskning i form<br />
av utveckling av ny kunskap faller ofta utanför landstingens ansvar av kvalitetsuppföljning<br />
och rationalisering. Storbritannien, med en liknande struktur<br />
för sjukvård som Sverige, har de senaste åren gjort riktade satsningar på<br />
hundratals miljoner pund årligen genom ett Clinical Research Initiative för<br />
att fylla delar av detta behov. Även i andra länder har stora satsningar gjorts<br />
inom klinisk forskning, där en stor del av satsningen är att bygga upp och<br />
<strong>till</strong>gängliggöra infrastruktur.<br />
Inom det biomedicinska området finns mycket stora behov av infrastruktur.<br />
Uppskattningsvis investeras årligen mer än 100 miljoner kronor på infrastruktur<br />
som är forsknings- och utvecklingsrelaterad. Denna infrastruktur<br />
ligger framförallt under de olika lärosätenas ansvar. För att förnya denna<br />
infrastruktur ur ett nationellt perspektiv krävs ett helhetsgrepp, där kan<br />
Vetenskapsrådet spela en viktig roll som initiativtagare. Kostnaden för en<br />
nationell samordning av biomedicinsk infrastruktur beräknas bli minst 50<br />
miljoner kronor per år.<br />
Ekonomiska resurser för patientnära forskning finns i Sverige i form av<br />
ALF-medel, medan infrastrukturstöd i egentlig mening för klinisk grundforskning<br />
saknas. I detta sammanhang behövs infrastruktur på motsvarande<br />
sätt i form av dyr, specialiserad apparatur, databaser, men även expertstöd<br />
vid <strong>till</strong> exempel kliniska prövningar av läkemedel, vacciner och medicinskteknisk<br />
apparatur för att uppfylla prövnings<strong>till</strong>stånd och de regulatoriska<br />
krav som måste uppfyllas för dels prövning och senare eventuell införande<br />
av substans, metod eller teknik i vården eller för senare industriell utveckling.<br />
Till del beskrivs dessa modeller och strukturer i ett infrastrukturstöd<br />
som föreslås av ESFRI, ”Clinical Trial Centres for the EU”. Det finns också<br />
flera lokala initiativ inom landsting eller landsting/industri, men få är pri-<br />
60 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
märt inriktade på klinisk grundforskning eller icke kommersiellt driven<br />
forskning som <strong>till</strong> exempel ovanliga sjukdomar, sjukdomar hos äldre och<br />
barn, utprövning av läkemedel som inte går att patentskydda.<br />
translationell forskning<br />
Stora framsteg har gjorts inom den biomedicinska forskningen bland annat<br />
som ett resultat av stark utveckling av kunskap inom genomik, proteomik,<br />
cellbiologi och kunskapsöverföring mellan dessa former genom <strong>till</strong> exempel<br />
bioinformatik. Inom kliniken har en rad områden förändrats snabbt bland<br />
annat genom ökad förekomst av diabetes och andra ämnesomsättningssjukdomar,<br />
hjärtkärlsjukdomar och cancer. Även nya kliniska frågeställningar<br />
påverkar både forsknings- och sjukvårdsinsatser som SARS, HIV, fågelinfluensa,<br />
ökande resistensutveckling vid behandling av tbc och vanliga<br />
infektioner.<br />
Kunskapsgapet mellan grundläggande experimentell forskning och klinisk<br />
forskning ökar, bland annat beroende på förändringar inom sjukvårdens<br />
organisation, olika kunskapsbakgrund, utbildning och förändrade karriärgångar<br />
av forskare. Kunskapsgapet anses också vara en av orsakerna <strong>till</strong><br />
att läkemedels- och bioteknisk industri har sämre utveckling i Europa än i<br />
USA.<br />
Kunskapsöverföringen från grundläggande forskning <strong>till</strong> vård och omsorg<br />
och <strong>till</strong> industri och omvänt samt forskningsaktiviteter som knyter samman<br />
och utnyttjar resurser inom dessa verksamheter beskrivs som translationell<br />
forskning. Utöver en rad åtgärder för att utveckla organisation, grundläggande<br />
utbildning och forskarutbildning är insatser inom forskningen i sig nödvändiga.<br />
Den kliniska forskningen behöver ha <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forskningstekniker<br />
inom bland annat genomik, bioinformatik, imaging och den grundläggande<br />
forskningen behöver ha <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> kliniskt material och frågeställningar.<br />
Investeringar i translationell forskning ger stor avkastning genom att skapa<br />
komplementära strukturer. Infrastruktur som behövs är teknikplattformar,<br />
tematiska translationella forskningsprojekt, ökad <strong>till</strong>gänglighet <strong>till</strong> forskningstekniker,<br />
databaser och material.<br />
Stora infrastruktursatsningar inom translationell forskning görs <strong>till</strong><br />
exempel av NIH (National Institutes of Health i USA) beskrivet i ”NIH<br />
roadmap – accelerating medical discovery”. Även inom ESF (European Science<br />
Foundation) och ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures)<br />
pågår arbete för att främja translationell forskning, främst<br />
genom en förändring av och investering i infrastruktur. Inom ESFRI har<br />
fem translationella projekt beskrivits i ”European Network of Centres for<br />
Translational Medicine”. Vetenskapsrådets ämnesråd för medicin anser<br />
att det finns vetenskaplig grund för att utveckla nationell infrastruktur<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 61
del ii – OMrådesöversikter<br />
för translationell forskning i Sverige. KFI lägger <strong>till</strong> att detta bör ske i form<br />
av core-faciliteter, för att öka utdelningen av forskningsinvesteringar, för<br />
att effektivare introducera forskningsresultat inom vård och omsorg och<br />
för att förbättra utnyttjande av grundläggande forskningsmetoder inom<br />
klinisk forskning.<br />
Med core-faciliteter menas här resursplattformar som idealt ligger som<br />
en sammanfogande kärna inom den biomedicinsk forskningen. Här ges <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> spetskompens och avancerad utrustning. Personal som bemannar<br />
dessa faciliteter kan vara allt från fysiker <strong>till</strong> biokemister, molekylärbiologer,<br />
veterinärer och läkare men är uteslutande specialister. Till varje core-facilitet<br />
finns kopplat en kontinuerlig utveckling av metoder och instrument så<br />
att läkaren/forskaren alltid har <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> den senaste tekniken. Utvecklingen<br />
bedrivs både av personalen och den person som är ansvarig för faciliteten.<br />
Denna ”manager” är nästan uteslutande en läkare/forskare som är<br />
aktiv inom området och ser <strong>till</strong> att facilitetens kvalitetsnivå, utrustning och<br />
kompetens ligger i nivå med de krav som ställs inom den biomedicinska<br />
forskningen och att den är fullt <strong>till</strong>gänglig. Ett mervärde av core-faciliter är<br />
att de utgör en viktig utbildningsresurs. Ett annat mervärde är att de mycket<br />
effektivt ger yngre forskare <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> avancerad utrustning och metodik<br />
vilket gör att de snabbt kan etablera sig och sin forskning.<br />
Särskilt bör man inom den biologiska vetenskapen måna om infrastruktur<br />
för studier av modellorganismer. Normala och patofysiologiska mekanismer<br />
kan studeras på ett flertal olika sätt. Inget sätt kan ersätta möjligheten att<br />
studera sådana mekanismer och cellfunktioner in vivo, det vill säga i en intakt<br />
organism, med celler och intercellulära signalmekanismer verksamma<br />
i sina rätta sammanhang. Detta kan illustreras av det faktum att särskilt betydelsefulla,<br />
multipotenta och potentiellt regenerativa, celler i olika vävnader<br />
regleras genom sin lokalisation <strong>till</strong> speciella vävnadsfickor eller nischer.<br />
Särskilt möss och råttor, men även primitiva maskar, fiskar och flugor, är<br />
värdefulla som modellorganismer.<br />
Behovet av kunskaps- och resurscenter för långsiktigt arbete med modellorganismer<br />
är ett prioriterat område. Alla nya identifierade gener och<br />
genvarianter behöver studeras <strong>till</strong> sin funktion. Detta är ett oerhört stort,<br />
kompetenskrävande och mångårigt arbete, som ligger inom den funktionella<br />
genomikens område. Tillgången på olika modellorganismer är nödvändiga<br />
verktyg.<br />
I någon mån kan liknande information fås genom att studera biologiska<br />
mekanismer i 3D-kulturer. Särskilt stor potential har här olika stamcellsteknologier.<br />
Till vävnadsstudier av olika former behöver också kopplas bildtekniker,<br />
som fungerar i realtid på mikroskopisk/subcellulär nivå, så att<br />
molekylära händelser kan följas i tid och rum i enskilda celler. Bibliotek av<br />
62 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
siRNA och av små molekyler är värdefulla kompletterande hjälpmedel för<br />
sådana biologiska studier, med inriktning både på normala och patologiska<br />
fenomen.<br />
Resursplattformar och cellbiologisk metodik av allehanda slag måste utredas<br />
ytterligare och man behöver då engagera landets mest framstående<br />
experter på dessa områden. Arbetet måste också <strong>till</strong>åtas ta en viss tid. Frågan<br />
om finansiering och uppbyggnad av infrastruktur är en helt avgörande fråga<br />
för vilken forskning som kan bedrivas vid universiteten. Forsknings<strong>infrastrukturen</strong><br />
bör därför noggrant prioriteras i dialog med universiteten och<br />
universitetssjukhusen så att den fyller den högkvalitativa, excellenta, forskningens<br />
behov, alltså blir <strong>till</strong>gänglig för den allra bästa forskningen. En avvägning<br />
behöver också göras när det gäller satsning på utrustning respektive<br />
teoretisk och praktisk kompetens<br />
När man beaktar behovet av infrastruktur bör man också göra en avvägning<br />
mellan vad som måste erbjudas lokalt och vad som kan erbjudas genom<br />
en samlad regional, nationell eller internationell resurs. Nedan följer förslag<br />
på behov och områden som är relevanta inom den biomedicinska forskningen<br />
och som har potential att kunna ges som centraliserade resurser i<br />
form av core-facliteter eller annan typ av infrastruktur.<br />
• 1) Biobanker: De har mycket hög prioritet inom biomedicinsk forskning.<br />
Finansiering och utveckling av biobanker sker för närvarande utan<br />
samordning mellan landstingen, Vetenskapsrådet och andra finansiärer<br />
som exempelvis Wallenbergstiftelsen. Denna fråga behöver utredas<br />
grundligt eftersom den är mycket komplex och har flera svårlösta områden<br />
som frågor om äganderätt, offentlighetsprincipen kontra patientsekretess,<br />
standarder, <strong>till</strong>gångsprinciper, etiska bedömningar med mera.<br />
Vetenskapsrådet bör ta initiativ <strong>till</strong> att bättre belysa hur biobanker ska<br />
samordnas i Sverige för att på sikt kunna bli en nationell infrastruktur.<br />
I Sverige finns, tack vare omfattande personregister och homogent<br />
befolkningsunderlag, världsunika möjligheter att skapa stora och<br />
informativa biobanker. Nu sker samordning lokalt inom universiteten<br />
och landstingen som var och en gör egna inventeringar. Biobanksarbete<br />
gäller i grunden arbete med biologiskt material och kräver <strong>till</strong>räckliga personalresurser<br />
och kunskaper hos de delar av sjukvården som ska utföra merarbetet,<br />
alltså de som hanterar och karakteriserar det humanbiologiska<br />
materialet. Detta kan gälla <strong>till</strong> exempel läkare och personal inom<br />
kirurgiska specialiteter, patologi och cytologi, klinisk kemi, klinisk bakteriologi<br />
och immunologi. Behoven gäller även i samband med ”förädling”<br />
av biologiskt material, registrering av forskningsdata och material.<br />
Biobanksfrågor har en tendens att cirkulera kring teoretiska frågor,<br />
stora databaser och kohorter av försökspersoner. I själva verket är den<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 63
del ii – OMrådesöversikter<br />
grundläggande verksamheten ett merarbete inom sjukvården som kan bli<br />
av en betydande omfattning om det biologiska materialet verkligen ska<br />
kunna göras <strong>till</strong>gängligt för forskning. Omfattningen av detta strukturbehov<br />
är inte överblickbar för närvarande utan behöver utredas närmare<br />
i samarbete med landstingets företrädare. Man bör utreda möjligheterna<br />
<strong>till</strong> ett nationellt biobanksregister med ett likartat säkert förvaringssätt<br />
men lokal förvaring; möjlighet <strong>till</strong> likartade metoder för analys av<br />
proteiner, metaboliter, RNA och DNA för att möjliggöra samordning av<br />
lokalt analyserade prover; central bioinformatisk metodutveckling samt<br />
uppkoppling <strong>till</strong> centrala persondata som folkbokföring, cancerregister<br />
och andra medicinskt relevanta register. En rad initiativ med större eller<br />
mindre deltagande och omfattning finns på området.<br />
• 2) Databaser: De har också mycket hög prioritet inom biomedicinsk<br />
forskning och bör i vissa avseenden kopplas <strong>till</strong> behovet av biobanker,<br />
framförallt när det gäller patientregister, sekretess kontra <strong>till</strong>gång och<br />
liknande frågor. Ett stort behov inom biomedicinsk forskning är <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> databaser med en mera bioinformatisk karaktär, <strong>till</strong> exempel genom,<br />
genetik och struktur; databaser inom områdena TPM (transkriptomik,<br />
proteomik och metabonomik – centralt inom translationell forskning)<br />
samt befolkningsregister. Kopplat <strong>till</strong> detta bör finnas center för statistik,<br />
systemanalys och modellering. Ett internationellt perspektiv bör lyftas<br />
fram. Med tanke på den unika konkurrensfördel som de nordiska länderna<br />
har när det gäller registerepidemiologisk forskning så skulle det, <strong>till</strong>sammans<br />
med bland annat Storbritanniens epidemiologiska tradition, vara<br />
ett mycket starkt koncept inom Europa och ge forskningsmässiga vinster<br />
genom samordning av infrastruktur.<br />
• 3) Biomolekylär analys: Strukturanalys, kristalldiffraktion och NMR,<br />
molekylär identifiering-GC, LC-mass spec för proteomik, lipidomic,<br />
metabonomik, patientprovanalys. Här ingår också proteinexpression/<br />
upprening.<br />
• 4) Bioimaging: (EM, bioimaging, cellular imaging, biophysical imaging).<br />
Imagingfaciliteter, (MRI och MRS, ultraljud, datorbaserad tomografi, dual<br />
energy X-ray absorptiometry, gamma camera, optical coherence tomography,<br />
spectrally encoded in vivo confocal imaging) som möjliggör heldjursavbildning,<br />
cellulär avbildning (konfokal mikroskopi, multifoton<br />
mikroskopi, videomikroskopi, elektronmikroskopi-transmission, cryo<br />
och svep, mikromanipulering och injektion, laserdissektion av vävnad<br />
och delar av celler), molekylär avbildning (fluorescens korrelativ spektroskopi-single<br />
och multifotonbaserad-dual line, TOF-SIMS, CARS).<br />
• 5) Fysiologi: Transgena djur – knock in och knock out. Djurstallning,<br />
uppfödning, korsning. Kartläggning av fenotypiska karakteristiska,<br />
6 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
fysiologi (<strong>till</strong> exempel syreupptagning, metabolisk karakterisering av<br />
urin och avföring).<br />
• 6) Kirurgi/operationssalar: Här avses de operationssalar som framför allt<br />
används för träning och utveckling men även för forskning. Kirurgi som<br />
tandimplantat, ögonkirurgi, protesimplantat eller allmän kirurgiträning<br />
utförs på djur, <strong>till</strong> exempel grisar och hundar, som hålls under narkos och<br />
övervakning. Av stor vikt är också traumakirurgiträning. Förutom landstingen<br />
och universiteten så har Socialstyrelsen och försvaret ett stort<br />
behov av traumakirurgiträning. Därför föreslås en gemensam satsning på<br />
denna typ av infrastruktur: Remote surgery.<br />
• 7) Faciliteter för genomtypering, fenotypering och expressionsanalys:<br />
Här avses plattformar för DNA-extraktion, genotypering av SNP:s<br />
(single-nucleotide-polymorphisms), genotypering av microsatellitepolymorphisms<br />
(STRP:s – short tandem repeat polymorphisms), realtime<br />
RT-PCR och DNA-sekvensering, array-plattformar.<br />
EMBL (European Molecular Biology Laboratory)<br />
Det europeiska molekylärbiologiska laboratoriet (EMBL) – bildades 1974 och<br />
stöds av 18 medlemsländer (Belgien, Danmark, England, Finland, Frankrike,<br />
Grekland, Holland, Irland, Island, Israel, Italien, Norge, Portugal, Schweiz,<br />
Spanien, Sverige, Tyskland, Österrike). EMBL består av fem faciliteter:<br />
huvudlaboratoriet i Heidelberg, Tyskland, och filialer i Grenoble i Frankrike,<br />
Hamburg i Tyskland, Hinxton i England och Monterotondo i Italien.<br />
I Heidelberg finns fem enheter: ”gene expression”, ”cell biology and<br />
biophysics”, ”developmental biology”, ”structural and computational biology”<br />
samt ”directors’ research”. Vidare finns här ”core facilities” och den<br />
centrala administrationen. Totalt finns 800 personer i Heidelberg. Filialen<br />
i Grenoble har 90 personer vid ett campus som delas med European Synchrotron<br />
Radiation Facility (ESRF) och Institut Laue Langevin (ILL). Här finns<br />
experimentstationer för kristallografiska undersökningar och dessutom<br />
utvecklas instrumentering och tekniker för strukturbiologi. Grenoble är en<br />
ledande institution i internationella ”high-throughput” strukturgenomikprojekt.<br />
Hamburgfilialen har också synkrotronstrålning för strukturbiologiska<br />
undersökningar.<br />
I Hinxton ligger European Bioinformatics Institute (EBI), vilket kan ses<br />
som Europas motsvarighet <strong>till</strong> USA:s National Center for Biotechnology<br />
Information (NCBI). Hinxton valdes som plats bland annat för närheten<br />
<strong>till</strong> Sanger-genomcentret. EBI:s mål är att <strong>till</strong>handahålla databaser och annan<br />
väsentlig information av betydelse för molekylärbiologi och genomforskning<br />
samt se <strong>till</strong> att den är fritt <strong>till</strong>gänglig för vetenskapssamfundet. Det<br />
servar forskare inom en rad discipliner, <strong>till</strong> exempel molekylärbiologi,<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 65
del ii – OMrådesöversikter<br />
genetik, medicin, jordbruk, bioteknik samt den kemiska och farmaceutiska<br />
industrin. EBI utvecklar, underhåller och <strong>till</strong>gängliggör relevanta databaser,<br />
<strong>till</strong> exempel EMBL, Uniprot, ArrayExpress och ENSEMBL. Vidare bedrivs<br />
forskning inom bioinformatik och beräkningsbiologi.<br />
Vid filialen i Monterotondo finns ”The EMBL Mouse Biology Unit” som<br />
även inkluderar grupper vid andra EMBL-enheter. Här bedrivs funktionsgenomikstudier<br />
på möss. EMBL-Monterotondo har blivit ett nav för<br />
internationell musforskning. En ny modern djurfacilitet <strong>till</strong>handahåller en<br />
mängd tekniker: transgena möss, gen-knockouts, rederivation, cryopreservation<br />
och beteendefenotypning.<br />
EMBL bildades för ett fyrfaldigt syfte:<br />
a Utföra grundforskning inom molekylärbiologi. EMBL ska vara ett flaggskepp<br />
för grundforskning inom molekylärbiologi.<br />
b Tillhandahålla nödvändiga faciliteter och tjänster <strong>till</strong> medlemsstaterna.<br />
c Tillhandahålla avancerad utbildning <strong>till</strong> såväl egen personal som gästande<br />
på alla nivåer från doktorander <strong>till</strong> seniora forskare.<br />
d Utveckla ny instrumentering för biologisk forskning för att göra frontlinjetekniker<br />
inom molekylärbiologi <strong>till</strong>gängliga.<br />
Dessa kärnfunktioner kombineras med ytterligare aktiviteter inom områdena<br />
tekniköverföring, vetenskap i samhället och träning för vetenskapslärare.<br />
Under sin 30-åriga historia har EMBL haft ett stort inflytande på europeisk<br />
vetenskap inom alla dessa områden. EMBL har uppnått detta mycket<br />
beroende på att det är en sann internationell, paneuropeisk institution som<br />
har uppnått en kritisk massa av tjänster och faciliteter som drivs av frontlinjeforskning<br />
inom molekylärbiologi, molekylärmedicin, strukturbiologi,<br />
utvecklingsbiologi, genetik, bioinformatik och proteomik<br />
EMBL är ett av världens topprankade forskningsinstitut – ett flaggskepp<br />
för europeisk molekylärbiologi, rankat som det bästa icke-amerikanska institutet<br />
av ISI Science Indicator för perioden 1992–2002. Över 1200 personer<br />
från 60 länder finns för närvarande vid EMBL och fler än 3000 alumni bildar<br />
ett viktigt nätverk i Europa och resten av världen. EMBL är dessutom ett<br />
världsberömt internationellt center för högre utbildning och har sedan 1997<br />
rätt att utfärda doktorsexamina.<br />
Vid olika enheter finns ett antal svenska doktorander, postdocs, gruppledare<br />
med mera som <strong>till</strong>bringar ett antal år vid EMBL och därefter återvänder<br />
<strong>till</strong> Sverige och tar med sig nya metoder och tekniker <strong>till</strong> Sverige. Man ordnar<br />
doktorandkurser och specifika metodinriktade kurser, vilket också är<br />
av väsentligt intresse för Sverige. För strukturbiologer är anläggningarna<br />
66 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
för kristallografiundersökningar i Grenoble och Hamburg av ovärderlig<br />
betydelse. Vidare är den relativt nya musfaciliteten i Monterotondo av betydelse,<br />
inte minst mot bakgrund av nya planeringsbidrag, som beviljats<br />
av KFI.<br />
EBI (se beskrivning kap 7) är av central betydelse för att <strong>till</strong>handahålla<br />
databaser för molekylärbiologi, genetik, proteomik, bioinformatik.<br />
Laboratorium i molekylärmedicin – NMBL- nod<br />
Syftet med att skapa noder <strong>till</strong> det europeiska molekylärbiologiska laboratoriet<br />
(EMBL) på nordisk bas, så kallade NMBL-noder, är att främja slagkraftig<br />
forskning inom molekylärmedicin, med fokus på att ge unga forskare optimala<br />
förutsättningar att utvecklas genom att ge dem resurser och god forskningsmiljö<br />
under ett kritiskt skede av karriären. Stöd <strong>till</strong> ett molekylärmedicinskt<br />
laboratorium, som på sikt kan få status som EMBL-nod, har utlysts<br />
av Vetenskapsrådet under sommaren 2006. För satsningen har Vetenskapsrådet<br />
avsatt 67,5 miljoner kronor och det universitetet som blir värd för<br />
laboratoriet förväntas bidra med cirka 50 miljoner kronor under 2006-2010.<br />
Beslut tas under hösten 2006.<br />
Centrala forskningsfrågor inom noden kommer att definieras av det universitet<br />
som blir värd för verksamheten, och de forskare som kommer att i<br />
ingå. Idémässigt omfattar det molekylärmedicin i vid bemärkelse, det vill<br />
säga en inriktning mot molekylära mekanismer inom olika medicinska<br />
frågeställningar, inklusive molekylärgenetiska, struktur- och cellbiologiska<br />
angreppssätt, nya behandlingsprinciper och ny metodik. Ca 50-70 forskare<br />
eller 7-8 forskargrupper, varav 5-7 reserveras för unga forskare. 1-3 befintliga<br />
grupper kan ingå för att ge kontinuitet och excellens åt laboratoriet. Tanken<br />
är vidare att unga forskare ska få arbeta i en kreativ och kompetent miljö<br />
under max åtta år, samverka strukturellt och funktionellt med angränsande<br />
noder i Skandinavien och med EMBL centralt, vilket underlättar rekrytering,<br />
utvärdering och andra funktioner. Verksamheten är tänkt att bestå<br />
under minst fem år.<br />
Laboratoriet ska ha en lokal förankring genom verksamhet i gemensamma<br />
lokaler och ett lokalt engagemang från värduniversitetet, men också<br />
nationell och internationell förankring genom kontinuerlig förnyelse och<br />
utvärderingar och samverkan med andra EMBL-institutioner. NMBL-noden<br />
är främst en <strong>till</strong>gång för de forskare som verkar där men också för andra<br />
forskare i Sverige och övriga EU som deltar i symposier eller metodikinriktade<br />
kurser eller i gemensam forskning. Data publiceras på gängse sätt<br />
i internationellt relevanta tidskrifter, och genom rapportering i årsrapport<br />
och i populärvetenskapliga tidskrifter på svenska och engelska. kortas pga<br />
ej klart hur det kommer att se ut<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 67
planeringsbidrag<br />
Möjligheten att söka planeringsbidrag för infrastrukturer från Vetenskapsrådet<br />
var en nyhet i samband med ansökningsomgången 2005, vilket många<br />
forskare utnyttjade. Syftet med bidragsformen är att forskare och forskargrupper<br />
ska kunna planera för en infrastruktur på nationell nivå eller ges<br />
möjlighet att utreda möjligheterna att delta i en internationell facilitet. Det<br />
är också möjligt att planera för utveckling av en nationell facilitet <strong>till</strong> att bli<br />
en internationell resurs som en del av ett redan existerande eller framtida<br />
nätverk. Inom det biologiskt-medicinska området är detta en relativt ny företeelse<br />
utanför de europeiska molekylärbiologiska organisationerna EMBL<br />
och EMBO.<br />
Vid 2005 års ansökningsomgång beviljades elva planeringsbidrag. Ett<br />
av dem bestod av fyra separata ansökningar som resulterade i ett gemensamt<br />
bidrag där den gemensamma nämnaren är genetisk och fenotypisk<br />
karakterisering av gnagare som möss och råttor. Arbetet vid en framtida<br />
nationell infrastruktur skulle kunna få en stor betydelse inom många biologiskt-medicinska<br />
vetenskapsområden, <strong>till</strong> exempel forskning kring cancer,<br />
neurobiologi, infektionsbiologi och inflammation i vid bemärkelse. Forskningen<br />
har i vissa avseenden redan kontakt med europeiska nätverk som<br />
EMMA (European Mouse Mutant Archive) och COST. Det senare omfattar<br />
andra organismer som Arabidopsis, Drosophila och Cenorhabditis.<br />
rekommendationer<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Beskrivning av planerade infrastrukturer mogna för beslut inom ett år.<br />
MaX iv<br />
Synkrotronljus används inom flera forskningsfält och antalet användare<br />
ökar kontinuerligt både i Sverige och internationellt. I Sverige finns i dag<br />
MAX-lab i Lund som stöds av Vetenskapsrådet. I en utvärdering av nationella<br />
laboratorier i Sverige från 2002 rekommenderades laboratoriet ökat<br />
stöd. Våren 2006 fick Vetenskapsrådet en ansökan från MAX-lab om att<br />
bygga ett nytt laboratorium, MAX IV, förslaget håller på att utvärderas.<br />
MAX IV kommer att bli världens ledande synkrotronljuslaboratorium<br />
inom mjukröntgenområden. Förslaget omfattar tre lagringsringar för synktronljus<br />
med elektronenergier på 0,8, 1,5 och 3 GeV samt i ett senare skedde<br />
en frielektronlaser. En mycket innovativ design av maskinen resulterar i att<br />
MAX IV får klart bättre prestanda än alla de idag föreslagna eller existerande<br />
synkrotronljuslaboratorierna och dessutom <strong>till</strong> en lägre kostnad. Den<br />
tekniska designen av MAX IV utvärderades av en internationell expertgrupp<br />
under hösten 2005. Gruppen kunde konstatera att den föreslagna<br />
68 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
designen mycket väl är utförbar och gratulerade acceleratoravdelningen vid<br />
MAX-lab <strong>till</strong> ett intressant nytänkande.<br />
De goda parametrarna och då speciellt den extremt väldefinierade strålen<br />
medför att MAX IV kan ge unika bidrag inom ett stort antal forskningsfält.<br />
Speciellt kommer forskningen inom nano- och biovetenskap att utvecklas<br />
då möjligheter ges att strukturbestämma mycket små prover. Men även<br />
grundläggande forskning inom fysik och kemi kommer att stärkas genom<br />
högupplöst spektroskopi. Detta är speciellt viktigt för studier av stark elektronkorrelation<br />
och för atomära resonansfenomen.<br />
I en första fas planeras 15 strålrör med forskning som omfattar flera<br />
områden av fysik, kemi, biologi, och teknik. Det vetenskapliga innehållet i<br />
förslaget håller för närvarande på att utvärderas med hjälp av internationell<br />
expertis och ett utlåtande kommer att vara klar <strong>till</strong> hösten 2006. Fullt<br />
utbyggd kommer MAX IV att omfatta 26 raksträckor för insättningselement<br />
och erbjuder dessutom möjligheten att bygga flera strålrör baserade<br />
på böjmagneter.<br />
Ett för svenska förhållanden mycket stort antal forskare har deltagit i utvecklingen<br />
av förslaget för MAX IV och ett utbyggt väl fungerande MAX<br />
IV skulle har en stor positiv inverkan på svensk forskning. Även forskare<br />
från övriga nordiska länder har engagerat sig för MAX IV.<br />
Kostnaden under utredning men ligger omkring 2 miljarder kronor. MAXlab<br />
har tagit preliminära kontakter med de nordiska länderna för eventuellt<br />
deltagande i projektet.<br />
X-ray free electron laser (Xfel)<br />
Tillgång på röntgenstrålning är en förutsättning för forskning och utveckling<br />
inom flera områden av naturvetenskap, teknik och medicin. För ett<br />
stort antal av de grundläggande frågeställningarna är en förståelse av relationen<br />
mellan strukturen på atomär nivå och funktion en nödvändighet.<br />
Detta gäller <strong>till</strong> exempel hållfasthet i avancerade material och permeabiliteten<br />
hos biologiska membran.<br />
Högkvalitativ röntgen har under de senaste 30 åren skapats vid synktronljuskällor,<br />
där strålningen genereras av elektroner som får cirkulera i lagringsringar.<br />
Röntgenstrålning skapad på detta sätt ger relativt långa pulser<br />
( ≈ 100 ps) och med utan den koherens som karakteriserar strålningen från<br />
en laser. Den tekniska utvecklingen har nu nått den punkt då det har blivit<br />
möjligt att konstruera en laser som skapar högkoherent ljus med mycket<br />
kort pulsstruktur. Detta är målet för det europeiska röntgenfrielektronlaserprojektet.<br />
Den tyska regeringen har tagit initiativ <strong>till</strong> konstruktionen av en röntgenfrielektronlaser<br />
vid DESY-laboratoriet i Hamburg och har garanterat<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 69
del ii – OMrådesöversikter<br />
60% av konstruktionskostnaderna. Flera andra länder, inklusive Sverige, är<br />
inbjudna att delta i projektet. Intresset för projektet är stort bland svenska<br />
forskare och många har bidragit <strong>till</strong> utformningen av det tekniskt-vetenskapliga<br />
programmet. Vetenskapsrådet undertecknade 2004 ett ”Memorandum<br />
of Understanding” för svenskt deltagande i planeringen av XFEL.<br />
XFEL i Hamburg kommer att generera ultrakorta röntgenpulser, mindre<br />
än 100 femtosekunder, i ett våglängdsintervall från 6 <strong>till</strong> 0,85 Å. Den korta<br />
pulsstrukturen gör att mycket snabba fenomen och strukturer i molekyler,<br />
material och celler kan studeras i realtid. Detta har aldrig tidigare kunnat<br />
göras. Det mest dramatiska är att briljansen i strålningen är tio miljarder<br />
(10 9 ) gånger högre än med dagens synkrotronljuskällor; något som kommer<br />
att öppna helt nya forskningsfält inom ett stort antal områden. Främst kanske<br />
inom femtokemi, strukturbiologi och kondenserad materiens fysik men<br />
även inom materialvetenskap och plasmafysik.<br />
Konstruktionen av XFEL är tänkt att börja under 2006 och ska vara klar<br />
2012. Investeringskostnaderna är omkring 1 miljard euro. Ett svensk medlemskap<br />
kan ligga på en nivå på cirka 2%, vilket ger en kostnad på omkring<br />
20 miljarder kronor per år.<br />
european spallation source (ess)<br />
Neutronstrålning är ett kraftfullt, och i vissa fall det enda möjliga, redskap<br />
för studier av fasta material. Speciellt användbara är neutroner vid studier av<br />
magnetiska fenomen och strukturer som innehåller väte. Svenska forskare<br />
har tidigare i stor utsträckning utnyttjat reaktorn i Studsvik samt spallationskällan<br />
ISIS utanför Oxford i sin forskning. Efter stängningen av reaktorn<br />
i Studsvik har Sverige skrivit ett korttidsavtal med Institut Laue-Langevin<br />
(ILL) i Grenoble, den nu främsta neutronanläggningen. På längre sikt<br />
behöver både svenska och forskare från andra länder i Europa <strong>till</strong>gång <strong>till</strong><br />
en mera kraftfull neutronkälla och har därför diskuterat möjligheten att<br />
bygga en europeisk spallationskälla (ESS). Den svenska regeringen <strong>till</strong>satte<br />
en speciell utredare, förre finansministern Allan Larsson, för att undersöka<br />
möjligheten att Sverige skulle erbjuda värdskap för ESS. Larsson levererade<br />
sin utredning under sommaren 2005 och kunde då konstatera att ett svenskt<br />
värdskap skulle medföra flera positiva effekter både för vetenskapen och<br />
svensk ekonomi. Utredningen har därefter varit på remiss hos ett åttiotal<br />
instanser som <strong>till</strong> största delen var mycket positiva och stödde Larssons slutsatser.<br />
Oavsett var ESS byggs är anläggningen av mycket hög prioritet för<br />
svensk forskning; det är framförallt den nationalekonomiska potentialen<br />
som motiverar att den byggs i Sverige.<br />
Internationellt byggs idag Spallation Neutron Source (SNS), en 1,4 MW<br />
källa, i USA. Denna facilitet är tänkt att starta under 2007. I Japan byggs<br />
70 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
J-PARC som kommer att omfatta bland annat en 1 MW neutronspridningscenter<br />
och som avses bli klart omkring 2010.<br />
Behovet av en europeisk neutronkälla av högsta kvalitet betonas även av<br />
ESFRI (European Strategy Forum on Research Infrastructures). Förslaget för<br />
ESS är att bygga en 5 MW långpulskälla. Den ökade neutronintensitet som<br />
en sådan facilitet ger öppnar för nya studier av dynamiska fenomen, strukturer<br />
i biologiska material, molekyler i lösningar, polymer och funktionella<br />
material. Dessutom öppnas nya möjligheter <strong>till</strong> fundamentala studier inom<br />
grundläggande fysik.<br />
Att realisera ESS i Sverige kommer att ge nya möjligheter för det svenska<br />
forskarsamhället och blir ett stort inslag i den svenska forsknings<strong>infrastrukturen</strong>.<br />
Speciellt kommer kunskap av accelerator- och målstationsteknologier<br />
att behöva utvecklas. Dessutom <strong>till</strong>kommer en förstärkning av<br />
instrumenterings- och detektorteknik<br />
ESS beräknas kosta cirka 11 miljarder kronor att bygga och sedan omkring 1<br />
miljon per år i driftskostnad. För att kunna realisera anläggningen i Sverige<br />
beräknas den svenska investeringen bli omkring 3 miljarder kronor.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 71
6 infrastruktur för forskning kring jorden och<br />
dess nära omgivning<br />
Infrastruktur för forskning är på många sätt avgörande för om forskare ska<br />
kunna etablera sig i forskningsfronten inom sina respektive fält. För forskning<br />
om jorden och dess nära omgivning sträcker infrastrukturerna från<br />
specialutrustade fältstationer, observatorier, laboratorier och rörliga plattformar<br />
<strong>till</strong> databaser och nätverk av mätstationer samt personella resurser.<br />
En infrastruktur för forskning om jorden och dess närmaste omgivning ska<br />
förutom de generella kriterier som ställts upp av KFI, se Begreppet forskningsinfrastruktur<br />
– definition av avgränsningar, även ge möjlighet <strong>till</strong>:<br />
• Realtidsmätningar av fysikaliska egenskaper i mark, luft och vatten<br />
• Provtagning av jordens dynamiska komponenter och uttrycksformer<br />
• Analys av kemiska och fysikaliska egenskaper och processer<br />
• Reduktion, kvalitetskontroll, lagring och modellering av stora datamängder<br />
• Kommunikation av resultat och distribution av data <strong>till</strong> forskare, samhällsföreträdare,<br />
näringsliv, utbildningsorganisationer och allmänheten<br />
Forskningsinfrastrukturerna ska ge Sveriges forskare fullgoda möjligheter<br />
att konkurrera i världsklass inom de forskningsområden som har utvecklats<br />
<strong>till</strong> svenska styrkeområden. Vid bedömning av forskningsinfrastrukturers<br />
utveckling inom ett delområde bör man beakta i turordning:<br />
• Vid existerande forskningsinfrastrukturer: Behov av uppgradering, förbättrad<br />
samordning och nätverk.<br />
• Vid nya etableringar: Profilering, placering, drift och marknadsföring.<br />
• Hantering inom KFI: Systemsyn, <strong>till</strong>gänglighet, utvärdering och avvecklingsplan.<br />
Det strategiska arbetet för infrastruktur inom detta område kommer att<br />
fokuseras på att ge högsta vetenskapliga attraktionskraft <strong>till</strong> ett antal delområden<br />
som identifierats: klimat, biosfär, litosfär, miljö och data. Behoven<br />
skiljer sig för de olika delområdena.<br />
forskning om jorden och dess nära omgivning<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Forskning kring planeten jorden inklusive dess atmosfär och livet som finns<br />
där sprider från hur jorden först bildades <strong>till</strong> framtida möjligheter att vara<br />
hemvist åt liv, från hur jordens kärna ser ut <strong>till</strong> de översta lagren av atmosfären<br />
och från oceanernas cirkulation och kontinenternas rörelser <strong>till</strong> spridningsvägar<br />
av virus via fåglar och djur.<br />
72 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Planeten jorden och dess ekosystem är i ständig förändring. Den har inte<br />
tidigare sett ut som nu och den kommer att vara annorlunda i framtiden<br />
– oavsett vad vi människor gör. Men mänsklig aktivitet bidrar <strong>till</strong> förändringar<br />
både regionalt genom <strong>till</strong> exempel landskapsförändring och globalt<br />
via <strong>till</strong> exempel påverkan på atmosfären.<br />
För att förstå hur jorden och dess ekosystem fungerar idag och i framtiden<br />
måste vi först förstå hur den utvecklats över tiden. Viss förståelse av framtiden<br />
kräver kortare tidsperspektiv på jordens och livets historia, några tiotal<br />
år kan räcka, andra kräver kunskap från miljontals år <strong>till</strong>baka.<br />
Flera av de resurser som samhället behöver är ändliga medan andra förnyas.<br />
För att disponera jordens resurser på ett hållbart sätt krävs det kunskap om<br />
de processer som ligger bakom hur de förnyas och hur människans uttag<br />
påverkar resurserna på kort och lång sikt. För att utnyttja de förnybara<br />
resurserna effektivt krävs kunskap om hur de fördelas geografiskt och i<br />
tiden. Man måste också veta hur uttag av en naturresurs påverkar omgivningen<br />
så att oönskade effekter inte uppstår.<br />
Forskning kring berg, mark, vatten, luft och levande organismer försöker<br />
förklara de processer som styr utveckling på jorden och hur människan<br />
medvetet eller omedvetet påverkar omgivningen. För att göra det behövs<br />
mätdata från hela jorden genom expeditioner <strong>till</strong> avlägsna platser, satellitobservationer<br />
från rymden eller fasta mätstationer som ger långa tidsserier. Det<br />
krävs också försöksområden där man kan se effekten av kontrollerade förändringar<br />
och avancerad laboratorieutrustning för att mäta låga koncentrationer<br />
av ämnen som finns naturligt i omgivningen eller som är resultatet<br />
av mänsklig aktivitet.<br />
Forskning som är av intresse för traditionellt svenska basnäringar som<br />
gruv-, skogs-, fiske- och sjöfartsindustri ryms inom området. Inom flera<br />
discipliner har svensk forskning varit världsledande sedan flera sekler <strong>till</strong>baka.<br />
Exempelvis har svensk forskning inom malmexploatering och skogsskötsel<br />
varit ledande under mycket lång tid. Sverige intar också en ledande<br />
roll i mer moderna discipliner som ekologi, oceanografi, atmosfärsfysik,<br />
seismologi, fjärranalys, energi- och miljöforskning med mera.<br />
En förutsättning för att Sverige, och därmed svensk forskning och<br />
industri, ska vara ledande inom dessa områden är att forskarna har <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> bra laboratorier och mätstationer men också att de resurser som finns<br />
samordnas och kopplas <strong>till</strong> koordinerade insatser och tekniska utvecklingar<br />
i större utsträckning än nu.<br />
Heta vetenskapliga frågeställningar<br />
Inom området finns det ett flertal forskningsfält som är av hög prioritet<br />
på grund av deras omedelbara vikt för samhället. Mest omtalat just nu är<br />
klimatforskning och då särskilt forskning kring det globala klimatet. Det är<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 73
del ii – OMrådesöversikter<br />
först under det senaste decenniet som det har stått klart vilken inverkan som<br />
koldioxidutsläppen har på det globala klimatet. Misstankarna har funnits<br />
länge men det var först när forskarna fick <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> långa mätserier över<br />
jordatmosfärens temperatur och koldioxidhalt som sambandet inte längre<br />
kunde avvisas. Utifrån ett globalt nät av mätstationer som mäter temperatur,<br />
luftfuktighet och lufttryck kan klimatforskarna, med hjälp av några<br />
av världens mest kraftfulla datorer och datornätverk, bygga modeller av det<br />
framtida klimatet. För att förstå vad den globala klimatförändringen kommer<br />
att innebära för klimatet lokalt behövs fler parametrar för beräkningarna<br />
<strong>till</strong> exempel mer information om molnbildningsprocesser, förhållande som<br />
styr in- och utstrålning av värme från markytan och hur värme lagras och<br />
transporteras i haven, större sjöar och floder. Några av de viktigaste källorna<br />
<strong>till</strong> kunskap om klimatpåverkan finns lagrade i glaciärer, våtmarker och<br />
sediment på land och på havsbotten. Genom att studera sammansättningen<br />
av sedimenten kan man dra slutsatser om hur havens och atmosfärens<br />
sammansättning påverkar klimatet och vice versa.<br />
Polarområdena har visat sig vara extra intressanta för att förstå den globala<br />
klimatförändringen. En av orsakerna är att klimatdata därifrån inte är lika<br />
omfattande som från många andra delar av jorden beroende på att det krävs<br />
omfattande logistik att göra mätningar där. En annan är att en förändring<br />
av klimatet vid polerna kan ge drastiska återkopplingar <strong>till</strong> jordens klimat<br />
genom ändringar i strålningsbalansen och värmetransport i hav och luft.<br />
Flera klimatmodeller förutser att förändringarna kommer att vara störst vid<br />
polerna och många forskare menar att förändringarna som kan komma att<br />
ske över hela jorden gör sig först synliga vid polerna. Sverige har en stark<br />
position internationellt inom flera områden av klimatforskningen.<br />
Sverige har genom ett långsiktigt kunskapsuppbyggande blivit världsledande<br />
inom forskningsområdena ekologi och biodiversitet. Förståelse för<br />
biosfären, det vill säga livet på jorden och hur det påverkas av miljöförändringar<br />
kräver kunskap som oftast är beroende av att organismerna studeras<br />
i sina livsmiljöer. Många ekosystem, som <strong>till</strong> exempel sydsvensk barrskog,<br />
är lät<strong>till</strong>gängliga men andra kräver logistik och fast infrastruktur som båtar,<br />
helikoptrar och forskningsstationer för att studeras. Därför är förståelsen<br />
om vissa ekosystem och hur populationerna där påverkas av miljöförändringar<br />
mycket begränsad. Utan den kunskapen saknas underlag för de insatser<br />
som behövs för att bevara artrikedomen och balansen i ekosystemen.<br />
Svenska forskare arbetar bland annat med att förstå hur fjällvärlden, älvar,<br />
sjöar, skogar, kustnära hav och flyttfåglarnas levnadsmönster påverkas av<br />
miljöförändringar. Dessa frågor har betydelse för samhället och är av stor<br />
betydelse för människors hälsa, jord- och skogsbruk, fiske och turism. Genom<br />
att studera det geologiska arkivet, det vill säga genom att rekonstruera<br />
7 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
fossila arter, deras livsmiljö och ekologi, kan man förstå hur livet utvecklats.<br />
Forskarna tittar inte bara på hur evolutionen förändrar arterna och artsammansättningen<br />
över tiden utan stort intresse läggs vid att förstå hur dramatiska<br />
förändringar påverkar livet på jorden. Sverige har flera ledande forskare<br />
inom livets utveckling.<br />
Forskning kring litosfären är av intresse för att förstå jordens utveckling,<br />
men också för att den ger förståelse för de processer som bildat jordskorpan.<br />
Internationellt är forskning kring naturresurser som olja och gasfyndigheter<br />
i särklass det största forskningsfältet inom detta område. Viss sådan forskning<br />
och utveckling sker även i Sverige, men de viktigaste kunskaperna för<br />
svensk del är att förstå hur och under vilka villkor dessa resurser kommer<br />
att vara <strong>till</strong>gängliga. Forskning kring de inhemska mineralresurserna som<br />
malmer och bergmaterial som används för konstruktion är av stort nationellt<br />
intresse. Den typen av forskning kan delas in i prospektering, utvinningsteknik<br />
och miljöeffekter av utvinning. Inom alla dessa områden står<br />
sig svensk forskning och utveckling väl i en internationell jämförelse.<br />
Under det senaste 15 åren har djupförvar av radioaktivt avfall varit en<br />
av de huvudsakliga inriktningarna av svensk geologisk forskning och flera<br />
svenska universitet och företag har varit inblandade i att utveckla förståelsen<br />
för bergets naturliga egenskaper, hur de påverkas av ingrepp och teknisk<br />
utveckling för att stabilisera bergkonstruktioner. Särskild fokus har legat på<br />
att genom flera olika infallsvinklar försöka förstå grundvattnets egenskaper i<br />
berg. Där är nu Sverige världsledande och de kunskaperna borde även kunna<br />
utnyttjas för andra ändamål som energiutvinning via bergvärme.<br />
Forskning kring jordens inre är beroende av indirekta metoder som studier<br />
av magnetfält, seismologi och experimentella metoder för att i laboratorier<br />
återskapa de förhållanden som råder från jordskorpans djupare delar <strong>till</strong><br />
jordens kärna. Tidigare har forskningen kring jordens inre varit helt driven<br />
av nyfikenhet och en strävan efter att kunna förutsäga jordbävningar. Senare<br />
tids forskning har visat på magnetfältets betydelse för att skydda livet på<br />
jorden och att det förändras snabbare än vad man tidigare trott. Magnetfältet<br />
skyddar från strålning från solen och övriga kosmos. Ett försvagat magnetfält<br />
påverkar inte bara känslig infrastruktur som satelliter, el- och kommunikationsnät<br />
utan också alla landlevande organismer. Förståelsen för hur<br />
jordens magnetfält fungerar och möjligheten att förutsäga dess framtid är,<br />
förutom de metoder som finns för att studera jordens inre, också beroende<br />
kraftfulla beräkningsresurser. Sverige har ledande forskargrupper inom<br />
många av de områden som studerar processer i jordens inre.<br />
Miljöforskning ger kunskap om hur kemiska ämnen i omgivningen påverkar<br />
det hållbara samhället och är ett område som omfattar ny konkurrenskraft<br />
inom teknik och processer, gifter och utsläpp samt ansvar över<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 75
hur risker hanteras inom miljöområdet. Samhällsdebatten i Sverige har av<br />
tradition fokuserat på miljögifter sedan DDT-skandalen på 1960-talet. Tillstånd<br />
för utsläpp av kemikalier och föreskrifter för gränsvärden i mat och<br />
vatten bygger <strong>till</strong> stor del på forskningsresultat från svenska universitet,<br />
högskolor och andra myndigheter. Forskning kring hur miljögifter transporteras,<br />
anrikas i näringskedjor, binds <strong>till</strong> sediment och hur de är <strong>till</strong>gängliga i<br />
kretsloppen och bryts ned är alla relaterade <strong>till</strong> processer i mark, luft, vatten<br />
och i levande organismer. Ofta är dessa processer intrikat kopplade <strong>till</strong> varandra<br />
på ett sätt som gör det omöjligt att förstå de enskilda förloppen utan<br />
att se <strong>till</strong> helheten. Ämnen som kategoriserats som miljögifter är inte bara<br />
relaterade <strong>till</strong> mänsklig aktivitet utan förkommer ofta naturligt. Konkreta<br />
exempel på det senare är radon i grundvatten från berg och rullstensåsar,<br />
kadmium och arsenik som fälls ut ur vissa bergarter och svavelföroreningar<br />
i luften nära vulkaniskt aktiva områden. Sverige är i många avseenden ledande<br />
inom studier av miljöpåverkande ämnen samt hur och i vilka former<br />
de är <strong>till</strong>gängliga och/eller uppträder som gifter. Svenska universitet,<br />
myndigheter och konsultbolag anlitas ofta utomlands för att lösa problem i<br />
samband spridning av miljöpåverkande ämnen.<br />
Förekomsten av miljögifter i omgivningen innebär en risk för ekosystemet<br />
och för människors hälsa. Problemet är ofta att avgöra vad som är en potentiell<br />
risk och vad som är en säker hantering. Ett ökat samspel mellan<br />
naturvetenskaplig grundforskning, miljöteknikutveckling och systematisk<br />
miljöriskhantering bör prioriteras.<br />
Behov av infrastrukturer<br />
Flera forskningsfält inom detta område är beroende av långa tidsserier, 30<br />
år eller mer, för att kunna säkerställa att de observerade förändringarna kan<br />
skiljas från en slumpvis variation. Att trygga driften av den infrastruktur<br />
som behövs för att samla in långa tidsserier är därför av mycket stor vikt.<br />
Ett avbrott i mätningarna kan betyda att tidigare insamlade data helt eller<br />
delvis tappar sitt värde. Det är därför avgörande att säkerställa att insamlade<br />
data administreras och dokumenteras korrekt.<br />
Inom flera av de delområden som beskrivs i detta kapitel finns stort behov<br />
av samordning av forskningsinfrastrukturer.<br />
klimat<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Klimatforskningen är ett mycket omfattande fält där svensk forskning måste<br />
fokuseras på områden där det redan finns mycket hög kompetens och<br />
lyskraft. Det måste säkerställas att forskningen inom dessa områden har<br />
<strong>till</strong>gång <strong>till</strong> fungerande infrastruktur och fleråriga tidsseriedata. Behovet av<br />
76 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
infrastruktur inom några av de områden där Sverige idag har ledande<br />
klimatforskning specificeras nedan:<br />
• Forskning kring koldioxidflöden från skogsmark och marker i norr som är<br />
mer eller mindre påverkade av permafrost kräver <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forskningsstationer<br />
i permafrostområden och logistikstöd för fältförsök och datainsamling.<br />
• Förändringar av glaciärers och havsisens utbredning kräver förutom logistikstöd<br />
för fältarbete även god <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> satellitdata.<br />
• Studier av vattenmassorna i Norra Ishavet för utvärdering av klimatets<br />
påverkan på cirkulationen av de varma vatten, som bland annat ger Norden<br />
ett fördelaktigt klimat, är beroende av isbrytare och satelliter.<br />
• Atmosfärens fysikaliska och kemiska egenskaper är centrala i klimatforskningen<br />
vilken omfattar såväl processtudier som långa tidsserier.<br />
Dessa studier kräver både logistikstöd för fältförsök och datainsamling.<br />
• Studier av klimatvariationerna i ett historiskt perspektiv från sediment<br />
och glaciäris är även de i behov av logistikstöd för fältstudier. IODP<br />
(Integrated Ocean Drilling Program där Sverige deltar genom det europeiska<br />
konsortiet ECORD) och ICDP (International Continental Scientific<br />
Drilling Program) är två internationella forskningsprogram som ger <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> sedimentprov från oceanerna och kontinenterna. Det finns dessutom<br />
ett sedan länge etablerat internationellt samarbete för provtagning<br />
av isen på både Grönland och Antarktis.<br />
Många av ovan nämnda studier har även behov av analysinstrument och<br />
beräkningsresurser. Klimatforskningens beroende av långa tidsserier från<br />
stationära mätstationer har gett upphov <strong>till</strong> en utveckling av automatiserade<br />
mätstationer. Många av dem finansieras via olika typer av projektbidrag och<br />
saknar därför den långsiktiga stabilitet som krävs för att säkerställa data och<br />
datakvalitet. All data som behövs för att förstå klimatförändringen kan inte<br />
samlas in via automatiserade mätstationer och därför är det också viktigt att<br />
behålla och utveckla forskningsstationer för mer manuell provtagning på<br />
land, i haven och i vissa fall i närheten av glaciärer. Även dessa stationer har<br />
svårighet att få en långsiktigt stabil bas för sin verksamhet.<br />
Inom ett internationellt nätverk, Network for the detection of stratospheric<br />
change (NDSC) ,har man genom uppmätta tidsserier av ozonmängden från<br />
stationer runt om i världen kunnat påvisa ozonminskningen även utanför<br />
de polära områdena. Svenska forskare är direkt inblandade i insamlandet av<br />
data <strong>till</strong> detta nätverk genom mätningar vid tre ställen: Harastua i Norge,<br />
Institutet för Rymdfysik i Kiruna och vid Onsala rymdobservatorium. Liknande<br />
mätningar görs av svenska forskare och myndigheter för klimat och<br />
luftkemiska ändamål vid ett flertal stationer i Sverige och vid Zepplinstationen<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 77
på Svalbard. Dessa inkluderar grundläggande mätningar i rent arktisk luft<br />
där förändringar över långa tidsskalor kan hjälpa <strong>till</strong> att tolka paleoklimatiska<br />
data och indikera förändringar <strong>till</strong> följd av mänsklig inverkan.<br />
De svenska polarforskningsanläggningarna, EISCAT (European Incoherent<br />
Scattering Facility), Tarfala och Abisko har alla olika huvudmän och Isbrytaren<br />
Oden som är en unik resurs för forskning i Arktis liksom forskningsstationerna<br />
och bandvagnar på Antarktis samordnas genom Polarforskningssekretariatet.<br />
Ett samordnat utnyttjande och en gemensam strategi<br />
för dessa faciliteter och med stationer som förvaltas av övriga nordiska länder<br />
bör vara möjlig. Det finns <strong>till</strong>gänglig kapacitet vid polarforskningsplattformar<br />
och Vetenskapsrådet bör verka för ett ökat nationellt och internationellt<br />
utnyttjande av dessa, samt att utveckla en kommunikationsplan för norra<br />
Europa som en ledande region för klimatforskning. Flera möjligheter <strong>till</strong><br />
fördjupad samordning kommer att ges i samband med det Internationella<br />
Polaråret (IPY) 2007-2008.<br />
Biosfären<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Biologi- och kemiforskning, speciellt den som avser livets förutsättningar i<br />
den omgivande miljön överlappar i vissa delar med klimat- och framför allt<br />
miljöforskningen. Exempel är ozonets effekter på barrskogen och effekter av<br />
miljögifter och hormonutsläpp. Mycket av forskningen inom grön biologi,<br />
grön kemi och grön bioteknik leder <strong>till</strong> insamling av stora mängder data<br />
som bör samlas i databanker. Inom biologin finns det ett internationellt<br />
initiativ, GBIF (Global Biodiversity Information Facility), som både samlar<br />
in, kvalitetssäkrar, och administrerar data. Ett stöd av dessa databanker och<br />
upprättandet av kompletterande banker är högprioriterat inom biologiforskningen.<br />
Infrastrukturer av avgörande betydelse för svensk forskning inom området<br />
kustnära marina ekosystem omfattar de marina forskningscentrumen<br />
och andra marina forskningsstationer. En viktig resurs är de mindre forskningsfartyg<br />
för provtagning som finns vid stationerna. 2004 fick Vetenskapsrådet<br />
i uppdrag av regeringen att utvärdera de marina forskningscentrumen<br />
i Göteborg, Stockholm och Umeå. Utvärderarna konstaterade att det fanns<br />
flera starka svenska forskargrupper verksamma vid centrumen men att<br />
resurserna inte användes optimalt och rekommenderade att de marina centrumen<br />
skulle samordna sina resurser bättre och att deras uppdrag skulle<br />
förtydligas. De marina forskningscentrum har ansvar för marin forskning<br />
men också för miljöövervakning och information i respektive region. Uppdraget<br />
redovisades i juli 2004. Vetenskapsrådet bör ta ett helhetsgrepp på<br />
samordning och profilering av de infrastrukturer som krävs för den marina<br />
78 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
forskningen av svenskt intresse. Genom en mer tvärvetenskaplig strategi<br />
bör de lättare uppnå kritisk massa och därmed attraktionskraft.<br />
Analys av vilka effekter miljögifter och hormonutsläpp i naturen har på<br />
växter och djur kräver avancerad och känslig analysutrustning för genuttryck<br />
och proteinnivåer och av halter av både organiska och oorganiska ämnen i<br />
olika vävnader. Sådan utrustning finns samlad inom forskningsinfrastrukturer<br />
som främst används inom annan naturvetenskaplig och biomedicinsk<br />
forskning, men behovet av samordning med biologisk forskning är stort och<br />
ökande. Tillgång <strong>till</strong> effektiva faciliteter för gensekvensering får också allt<br />
större betydelse inom området. Den resurs för forskarsamhället som unika<br />
samlingar av växter och djur utgör bör synliggöras i en sammanställning av<br />
forskningsinfrastrukturer i Sverige.<br />
litosfären<br />
Det framtida behovet av infrastrukturer i geologi finns främst inom nya<br />
analysmetoder och tekniker, men en bättre koordinering av existerande<br />
anläggningar är också angelägen. Den framtida forskningen kommer att<br />
fokuseras på analyser av enskilda kristaller och sedimentpartiklar, både deras<br />
interna struktur och ytegenskaper. Det senare eftersom många viktiga geokemiska<br />
processer sker på mineral- och sedimentpartiklars ytor. Kemiska<br />
reaktioner på mineralytor har även visat sig spela en mycket stor roll för hur<br />
miljögifter sprids, bryts ned och frigörs. För att studera både inre strukturer<br />
och ytfenomen i geologiska material krävs analysinstrument med högre<br />
upplösning och precision än vad svenska forskare har <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> idag. De<br />
institutioner som <strong>till</strong>handahåller utrustning för mikroanalyser inom berggrundsgeologi,<br />
mineralogi, malmgeologi och tektonik bör samordna sina<br />
analysverksamheter.<br />
Ett forskningsområde med hög samhällsrelevans är riskbedömningar<br />
och förutsägelser av geologiskt betingade naturkatastrofer som <strong>till</strong> exempel<br />
skred, jordbävningar, vulkanutbrott. Sverige bör medverka i internationella<br />
program och anläggningar för sådan övervakning.<br />
Internationellt finns det flera större initiativ som kommer att påverka<br />
inriktningen på litosfärsforskningen de närmast tio åren. Dessa är EuroArray,<br />
TopoEurope och ICDP (International Continental Drilling Program). Euro-<br />
Array är ett tvärvetenskapligt, paneuropeiskt program för att utforska den<br />
tredimensionella strukturen och de fysikaliska egenskaperna hos den europeiska<br />
kontinenten. Avsikten är att öka förståelsen för de processer som<br />
lett fram <strong>till</strong> jordskorpans struktur och bildningen av de mineralresurser<br />
som finns i dag. Forskare inom seismologi, geodesi och fjärranalys kommer<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 79
att samverka för att samla in och analysera data för att förstå de djupa geologiska<br />
strukturerna.<br />
TopoEurope, som har många kopplingar <strong>till</strong> EuroArray, ska studera hur<br />
topografin är länkad <strong>till</strong> atmosfärsprocesser samt ytliga och djupa geologiska<br />
processer. Djupborrningar i vetenskapligt intressanta områden är den enda<br />
<strong>till</strong>gängliga metoden som ger direkt information om processer och strukturer<br />
i jordskorpan. Borrningar i nyckelområden har, genom samordning via<br />
ICDP, gett litosfärsforskningen kunskaper som kan förklara fenomen som<br />
observerats indirekt på andra platser. Inom IODP (Integrated Ocean Drilling<br />
Programme) genomförs borrningsprojekt i djuphaven för att få bättre kunskaper<br />
om plattektoniken och geologin i seismiskt aktiva områden.<br />
För att Sverige ska kunna följa forskningen om jordens inre krävs en utbyggnad<br />
av det seismologiska nätverket, insamling av seismiska data i 2D<br />
och 3D samt borrningar i högintressanta områden. Möjliga nyckelområden i<br />
Sverige är fjällkedjan, malmfälten och områden intressanta för energiutvinning<br />
genom jord- och bergvärme.<br />
Miljöforskning<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Inom miljöområdet finns tre inriktningar där behov av infrastruktur eller<br />
ökad samordning är extra tydligt. Miljöteknikens snabba utveckling är, för<br />
det första, viktig för svensk forskning och svenskt näringsliv. Nya förebyggande<br />
miljötekniska lösningar, nya mät- och sensortekniker och ny teknik för hantering<br />
av miljöavfall kräver infrastrukturer som fältanalys och laboratorier.<br />
En annan inriktning är att kraven på miljöövervakning har ökat både när<br />
det gäller systematisk datainsamling med <strong>till</strong>gänglig data och koordinerad<br />
multidimensionell datautvärdering. Till sist har begreppet riskhantering<br />
ett akut behov av tydlig definition och riktlinjer för att reducera riskfyllda<br />
utsläpp, ge relevant information <strong>till</strong> allmänheten och kunskap <strong>till</strong> beslutsfattare.<br />
Övervakning sker från flera olika plattformar, genom provtagning<br />
på land eller från fartyg, automatiserade mätstationer och så vidare. Flera<br />
svenska myndigheter, institut, universitet och högskolor har i uppdrag att<br />
systematiskt samla in mätdata och prov från mark, luft, vatten, sediment och<br />
levande organismer. Dessa data är mycket intressanta för miljöforskningen<br />
och måste göras enkelt <strong>till</strong>gängliga för svenska forskare. Data och prover ska<br />
också vara <strong>till</strong>gängliga för forskare som inte har organiserat samarbete med<br />
de myndigheter som bedriver egen forskning och datahantering.<br />
ESA (European Space Agency) söker samarbete med forskare för teknisk<br />
utveckling av satelliter men också för att se vilka behov som forskningen<br />
har med avseende på framtida satsningar inom satellitprogrammet för<br />
jordobservationer, GMES (Global Monitoring for Environment and Security).<br />
80 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Vetenskapsrådet bör <strong>till</strong>sammans med Rymdstyrelsen agera så att satelliterna<br />
samlar in data av intresse för svenska forskare och att forskarna enkelt<br />
får <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> data.<br />
Svensk miljöforskning har ett stort behov av analys- och övervakningsinstrument,<br />
både instrument särskilt utvecklade för miljöanalys och -övervakning<br />
men också <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> utrustning som främst används av forskare<br />
inom andra discipliner. Ett ökat samarbete mellan naturvetenskapliga, tekniska<br />
och samhällsvetenskapliga discipliner skulle ge ökad kunskap inom miljöområdet<br />
och leda <strong>till</strong> en systematisk miljöriskhantering. Det är viktigt för<br />
att bedöma vilka reella miljörisker som finns, hur dessa risker ska minimeras<br />
samt vilka möjligheter som öppnas inom områden där vi kan hantera<br />
miljöriskerna.<br />
datahantering<br />
Ett internationellt sett högt prioriterat område inom forskning kring jorden<br />
är datahantering och datautbyte och Sverige står idag utanför några viktiga internationella<br />
samarbeten om datautbyte. Svenska forskningsmiljöers konkurrens-<br />
och attraktionskraft hotas om insamlade data inom området jorden<br />
och dess närmaste omgivning inte görs <strong>till</strong>gängliga för alla utan kostnad.<br />
Sveriges regering har skrivit under GEOSS-deklarationen (Global Earth<br />
Observation System of Systems) och därmed har Sverige förbundit sig att<br />
göra data <strong>till</strong>gängliga för forskare och andra med intresse för miljö- och klimatövervakning.<br />
Vetenskapsrådet bör bevaka att svenska myndigheter fullföljer<br />
de åtaganden som följer med GEOSS-deklarationen samt medverka<br />
<strong>till</strong> att <strong>till</strong>förlitliga rutiner för kvalitetssäkring av data etableras. Kommittén<br />
DISC (Database InfraStructure Committee) har under Vetenskapsrådets<br />
kommitté för forskningens infrastrukturer (KFI) det övergripande ansvaret<br />
för databaser och datahantering. Samarbete mellan DISC och forskare inom<br />
området jorden och dess nära omgivning måste därför utvecklas. På sikt bör<br />
DISC ta ett större ansvar även för de databaser som byggts upp eller är under<br />
uppbyggnad inom klimat-, biosfärs-, litosfärs- och miljöforskning.<br />
rekommendationer<br />
Utifrån de behov och möjligheter som identifierats inom området har<br />
några konkreta förslag <strong>till</strong> framtida satsningar på forskningsinfrastruktur<br />
visat sig vara aktuella. Inget av dem bedöms vara så pass moget att de bör<br />
beslutas om inom det närmaste året, men vart och ett av förslagen behöver<br />
utredas för att avgöra om de är intressanta och hur de i så fall ska hanteras<br />
i framtiden.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 81
del ii – OMrådesöversikter<br />
De preliminära förslagen på gemensam europeisk infrastruktur från ESFRI<br />
är i flera fall intressanta för svenska forskare. För området Jorden och dess<br />
nära omgivning gäller det främst rekommendationer från arbetsgrupperna<br />
för ”Environmental monitoring, natural resources and natural hazards” och<br />
”Biology and Medical Sciences”. Svenskt engagemang i en eller flera av ES-<br />
FRI:s framtida förslag <strong>till</strong> ny forskningsinfrastruktur bör utredas så snart<br />
ESFRI:s roadmap presenterats i oktober 2006.<br />
Förslag <strong>till</strong> utredningar som prioriteras listas nedan i ordning efter när de är<br />
aktuella. Endast de tre första förslagen är avsedda att påbörjas under 2006.<br />
utredning angående framtida organisation av svensk polarforskning (2006)<br />
Polarforskning är en samlande term för all forskning som bedrivs för att<br />
öka förståelsen om polarområdena, framförallt Arktis och Antarktis, eller<br />
som för andra syften utförs där. Polarforskningssekretariatet har i uppdrag<br />
att stödja logistiken kring polarforskningen medan finansieringen forskningsprojekten<br />
sker via forskningsråden. Projekten bedöms och finansieras<br />
utifrån vilken disciplin de <strong>till</strong>hör. Några exempel på forskningsdiscipliner<br />
där Sverige är starkt inom polarforskningen är klimat, astronomi, ekologi,<br />
geologi och vissa samhällsvetenskapliga och humanistiska inriktningar. För<br />
att få en bättre utväxling av Sveriges satsningar på polarforskning krävs en<br />
större koordinering mellan logistik och forskningsdiscipliner. Hur en sådan<br />
koordinering kan se ut är under utredning och en rapport ska vara klar under<br />
andra halvåret 2006.<br />
Syfte<br />
Syftet med utredningen är att komma fram <strong>till</strong> en möjlig framtida hantering<br />
av polarforskningen för att bättre utnyttja Sveriges resurser på området<br />
i ett internationellt perspektiv.<br />
Behov<br />
Forskning i polarområdena kräver ofta omfattande logistik och lång planering.<br />
En ökad koordination mellan resurserna för logistik och forskningsprojekt<br />
torde leda <strong>till</strong> ett effektivare utnyttjande av båda. En god framförhållning<br />
skulle ge Sverige möjlighet att i större utsträckning än nu samordna<br />
insatser med andra länder, främst med avseende på samutnyttjande av plattformar<br />
som forskningsstationer, satelliter, databaser och isbrytare.<br />
Betydelse för framtida forskning<br />
Den möjlighet <strong>till</strong> framförhållning som bättre samordning väntas ge kommer<br />
förhoppningsvis att medföra att Sverige kan fortsätta vara ledande i<br />
internationella samarbeten. Genom ökad samordning av logistiska resur-<br />
82 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
ser baserat på forskningens behov kan svenska forskare ges möjlighet att<br />
utnyttja andra länders logistiska resurser i utbyte mot att Sverige erbjuder<br />
utländska forskare <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> de svenska plattformarna.<br />
Kostnad och tidsplan<br />
Utredningen har påbörjats och kommer att presenteras för Vetenskapsrådet<br />
i september 2006. För utredningen finns 500 000 kronor avsatt.<br />
utredning angående svenskt deltagande i euroarray (2006)<br />
EuroArray kommer att bestå av ett nätverk av mätstationer över Europa, på<br />
land och <strong>till</strong> havs, med ett medelavstånd på 60 kilometer. Kopplad <strong>till</strong> varje<br />
mätstation är seismografer, magnetotelluriska instrument och GPS. Dessa<br />
mätningar kommer, utöver en detaljerad bild i tre dimensioner av jordens<br />
seismiska och elektriska egenskaper, också ge en ökad insikt i de dynamiska<br />
processer som pågår i jordens inre.<br />
Syfte<br />
EuroArray är ett tvärvetenskapligt, paneuropeiskt program för att utforska<br />
de fysikaliska egenskaperna hos den europeiska kontinenten i tre dimensioner.<br />
Målet är en ökad förståelse för de processer som bildat jordskorpans<br />
struktur och de mineralresurser som utnyttjas i dag. Forskare inom geofysik,<br />
geodesi och fjärranalys kommer att samverka för att samla in och analysera<br />
data för att förstå de djupa geologiska strukturerna.<br />
Behov<br />
För att Sverige ska kunna följa forskningen om jordens inre och fullt delta<br />
i EuroArray krävs en utbyggnad av det svenska seismologiska nätverket,<br />
insamling av seismiska data i 2D och 3D samt borrningar i högintressanta<br />
områden. Det finns ett stort behov att kunna koppla samman de seismologiska<br />
nätverken i Norden och EuroArray är en hävarm för ökat nordiskt<br />
samarbete inom seismologi.<br />
Möjlig betydelse för framtida forskning<br />
Riskbedömningar och förutsägelser av geologiskt betingade naturkatastrofer,<br />
som <strong>till</strong> exempel skred, jordbävningar, vulkanutbrott, är forskningsområden<br />
med hög samhällsrelevans. Sverige har genom GEOSS-deklarationen<br />
åtagit sig att medverka i internationella program för sådan övervakning.<br />
Dessutom finns nyckelområden i Sverige som fjällkedjan, malmfälten och<br />
områden intressanta för energiutvinning genom jord- och bergvärme som<br />
kommer att kunna dra nytta av den ökade förståelsen för litosfären som<br />
EuroArray bidrar <strong>till</strong>.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 83
del ii – OMrådesöversikter<br />
Kostnad och tidsplan<br />
Utredningen påbörjas under andra halvåret 2006 och bör vara slutförd under<br />
2006. Kostnaden för utredningen beräknas <strong>till</strong> 200 000 kronor baserat på<br />
arvoden för tre utvärderare samt rese- och möteskostnader.<br />
utredning angående databaser för klimat och miljöforskning (2006-2007)<br />
Data som används inom klimatforskning och annan miljörelaterad forskning<br />
samlas in av flera myndigheter och forskargrupper. De insamlade uppgifterna<br />
hanteras mycket olika och eftersom det inte finns någon standard<br />
för dokumentation och lagring är uppgifterna från olika insamlings<strong>till</strong>fällen<br />
sällan jämförbara. Data samlas in för skilda ändamål som <strong>till</strong> exempel<br />
miljöövervakning och för forskning, men de olika användarnas behov av<br />
data sammanfaller ofta. Att inte samordna insamling och lagring är ett<br />
resursslöseri som drabbar alla inblandade parter. KFI rekommenderar en<br />
utredning av hur samordning kan ske så att data som är värdefulla för forskningen<br />
inte går <strong>till</strong> spillo och att data blir öppet <strong>till</strong>gängliga för forskare på<br />
ett enkelt sätt.<br />
Syfte<br />
Syftet med utredningen är att samordna insamling och hantering av data<br />
relevanta för övervakning och forskning om klimat och annan miljörelaterad<br />
forskning samt att göra data mera <strong>till</strong>gängliga.<br />
Behov<br />
Ett antal svenska myndigheter har i uppdrag att kontinuerligt samla in miljö-<br />
och klimatdata. Forskare har behov av delvis samma data, kompletterande<br />
data eller ibland data specifika för forskningsprojekt och skulle därför<br />
behöva ta del av myndigheternas information eller data insamlade av andra<br />
forskare. Behov av stora beräkningsresurser ökar också, särskilt inom klimatforskningen<br />
men även för modellering av miljödata. Ett mål är att öka<br />
<strong>till</strong>gängligheten för miljö- och klimatforskare i de redan uppbyggda nätverken<br />
för högpresterande datorer.<br />
Betydelse för framtida forskning<br />
En samordning av datainsamling och datahantering skulle radikalt förenkla<br />
för forskningen och höja kvalitet och generaliserbarhet av forskningsresultaten.<br />
I kombination med utökade beräkningsresurser kommer det att leda<br />
<strong>till</strong> bättre modeller för klimat- och miljöförändringar.<br />
Kostnad och tidsplan<br />
Utredningen kommer att sträcka sig över ett år med start mot slutat av<br />
8 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
2006. En mellanstation för rapportering bör planeras in så att de preliminära<br />
resultaten utredningen kan ingå i Vetenskapsrådets underlag <strong>till</strong> den<br />
kommande forskningspropositionen. Kostnaden inklusive hearings, resor<br />
och arvoden för utredare beräknas <strong>till</strong> 1 miljon kronor.<br />
kommande utredningar om samordning av infrastrukturer<br />
Flera forskningsområden skulle stärkas av en ökad samordning av infrastrukturer,<br />
både inom och mellan discipliner. Samordningen måste anpassas<br />
<strong>till</strong> respektive områdes behov och kan bestå av nätverk, uppbyggnad<br />
av nationella ”core-facilities” eller samling kring uppbyggande av ny infrastruktur.<br />
Syfte<br />
Att identifiera de områden som har behov av samordning av infrastruktur<br />
samt föreslå en handlingsplan för respektive område.<br />
Behov<br />
Svensk forskning kring jorden och dess nära omgivning är i många fall<br />
beroende av dyr infrastruktur för att konkurrera internationellt. Det finns<br />
även ett stort behov av enklare analysinstrument och fältmätningsutrustning<br />
eller -stationer. Ofta är infrastrukturerna knutna <strong>till</strong> forskargrupper<br />
och myndigheter med begränsad samordning både inom forskarvärlden<br />
och gentemot andra myndigheter. Ett ökat utnyttjande av befintliga infrastrukturer<br />
och samordning inom och mellan forskningsområden och<br />
gentemot myndigheter vid etablerande av nya infrastrukturer rekommenderas.<br />
Kostnad och tidsplan<br />
Arbetet kommer att leda <strong>till</strong> en serie av utredningar anpassade för respektive<br />
område. Då det gäller samordning av flera forskargrupper och ofta även<br />
myndigheters arbete kommer troligen varje utredning ta cirka ett år att<br />
genomföra. Kostnaderna beräknas <strong>till</strong> mellan 250 000 och 500 000 kronor<br />
per område.<br />
utredning angående ett svenskt djupborrningslaboratorium (2007)<br />
Den enda möjligheten att få direktinformation om litosfärens egenskaper är<br />
genom borrning. Ett laboratorium för djupborrning skulle ha en begränsad<br />
livslängd på 5-10 år. För att optimalt utnyttja ett djupborrningslaboratorium<br />
krävs noggranna förberedelser för plats- och teknikval. Projektet kommer<br />
att inledas med omfattande geologisk och geofysiska kartläggningar samt<br />
borrteknisk utveckling.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 85
del ii – OMrådesöversikter<br />
Syfte<br />
Genom djupborrning vill man, förutom att undersöka litosfärens egenskaper,<br />
också undersöka mikroorganismers förmåga att anpassa sig <strong>till</strong> extrema<br />
förhållanden, få ytterliggare underlag <strong>till</strong> forskningen kring djupförvar av utbränt<br />
kärnbränsle, studera möjligheten att utvinna energi direkt ur berggrunden<br />
samt utveckla tekniker för provtagning, borrning och energiutvinning.<br />
Behov<br />
Den skandinaviska berggrunden är i många fall unik och beskrivs ibland<br />
som ett naturligt laboratorium för att studera jordens dynamik genom att<br />
undersöka de processer som ligger bakom landhöjningen. Forskningen<br />
kring livets ursprung och utveckling har allt mer intresserat sig för<br />
organismer som lever i extrema miljöer och svensk forskning har visat att<br />
mikroorganismer finns djupt ner i berggrunden. En ökad kunskap om deras utbredning,<br />
utveckling och levnadssätt skulle ge värdefull kunskap för forskningen<br />
kring livets utveckling.<br />
Internationellt finns det flera föreslagna lösningar för slutförvaring av<br />
utbränt kärnbränsle. Gemensamt är att de förutsätter mycket långa förvaringstider.<br />
Lösningen som Sverige, genom Svensk kärnbränslehantering<br />
(SKB), valt, förutsätter att man kan finna berggrund som är stabil under<br />
100 000 år. En ökad kunskap om den svenska bergrunden kan vara viktig för<br />
hur och var avfallet förvaras.<br />
Sveriges regering har satt upp ett mål om att bryta beroendet av fossila<br />
bränslen. För att klara den framtida energiförsörjningen måste alternativa<br />
metoder utvecklas. En av dessa är geotermik. Idag finns småskalig utvinning<br />
av geotermisk energi i hela landet men den storskaliga produktionen<br />
är koncentrerad <strong>till</strong> den, för Sverige, unika skånska berggrunden. Ett<br />
djupborrningslaboratorium skulle ge möjlighet att utvärdera förutsättningarna<br />
för storskalig geotermik i hela landet och i förlängningen leda<br />
<strong>till</strong> teknikutveckling samt utarbetande av metoder för energiutvinning ur<br />
berggrunden.<br />
Möjlig betydelse för framtida forskning<br />
Ett djupborrningslaboratorium skulle ge svenska forskare möjlighet att<br />
behålla det försprång som den omfattande forskningen kring djupförvar<br />
av utbränt kärnbränsle gett upphov <strong>till</strong>. Det skulle också ge möjlighet att<br />
bygga vidare på den breda kunskap som svenska forskare har om litosfären<br />
och de metoder som finns för att studera den.<br />
Kostnad och tidsplan<br />
En utredning av svenskt intresse och förutsättningar för ett djupborrnings-<br />
86 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
laboratorium bör påbörjas under 2007 och slutföras inom ett år. Kostnad<br />
beräknas <strong>till</strong> 500 000 kronor baserat på en halvtidsanställd utredare samt<br />
resor och möten.<br />
utredning angående kontinuerliga mätningar och långsiktig finansiering av klimat-<br />
och miljöforskning (2008)<br />
För att spåra orsakerna <strong>till</strong> förändringar i naturen behövs långa tidsserier.<br />
Forskarna behöver samla in flera olika parametrar där vissa kan vara<br />
gemensamma för flera forskningsområden men andra är specifika för en<br />
viss frågeställning. Det är av yttersta vikt att material samlas in på ett korrekt<br />
sätt, att data är <strong>till</strong>gänglig och omfattande nog att besvara de vetenskapliga<br />
frågeställningarna. För att trygga datainsamlingen är det viktigt med<br />
längre tidsperspektiv än vad som är vanligt vid forskningsrådens projektfinansiering.<br />
Syfte<br />
Utredningen syftar <strong>till</strong> att belysa frågan om hur insamling av långa tidsserier<br />
ska tryggas, vilka finansiärer som kan bidra och hur man vetenskapligt<br />
utvärderar program för kontinuerliga mätningar i mark, luft, vatten och<br />
i biosfären.<br />
Behov<br />
Det finns idag ett behov av finansiering för insamling och bevarande av<br />
tidsserier som har ett längre tidsperspektiv än forskningsrådens projektbidrag.<br />
Möjlig betydelse för framtida forskning<br />
Svenska forskare har i vissa fall <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> mätserier som sträcker sig hundra<br />
år eller mer bakåt i tiden. Mätningarna påbörjades ofta i ett helt annat<br />
syfte än de som dagens forskare använder materialet <strong>till</strong>. Det är lika svårt<br />
att i dag förutse vilken betydelse som långa tidsserier har för framtidens<br />
forskare som det en gång var för de som samlade in de data som dagens<br />
forskare använder sig av. Att avbryta en pågående datainsamling kan medföra<br />
att det vetenskapliga värdet av tidigare insamlade data helt eller delvis<br />
förloras.<br />
Kostnad och tidsplan<br />
Om utredningen kan bygga vidare på resultaten från en utredning av databaser<br />
för klimat- och miljöforskning bör kostnaderna inte överstiga 250 000<br />
kronor. Utredningen kan påbörjas när resultat från utredningen av databaser<br />
för klimat- och miljöforskning är <strong>till</strong>gängliga.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 87
sammanfattning av rekommendationer<br />
Prioritering på kort sikt<br />
• IPY (Internationella polaråret 2007-2008) – starkt genomslag för svensk<br />
klimatforskning (20 miljoner kronor 2007 och 2008)<br />
• Långsiktigt hållbara villkor för övervakning och datahantering. Det<br />
senare i samarbete med DISC (5-10 miljoner kronor/år)<br />
• Beräkningsresurser genom användarvänliga gränssnitt <strong>till</strong> datanätverk i<br />
samverkan med SNIC (uppskattad kostnad 5 miljoner kronor/år)<br />
Prioritering på lång sikt<br />
• Långsiktig koordinering av nationella och internationella anläggningar<br />
• Klimat<br />
Samordningsmöjligheter nationellt eller internationellt<br />
Systematisk samordning av behov, aktivitet, resurser och attraktionskraft<br />
inom vardera delområde:<br />
• klimat<br />
• biosfär<br />
• litosfär<br />
• miljö<br />
• data<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Samordning med infrastrukturer inom andra områden<br />
• Uppbyggnad av och open access <strong>till</strong> databaser<br />
• Beräkningsresurser<br />
• Tillgång <strong>till</strong> avancerad analysutrustning (exempelvis synkrotroner)<br />
• Tillgång <strong>till</strong> satelliter<br />
Behov av utredningar för befintliga och nya forskningsinfrastrukturer<br />
• Systematisk miljöriskhantering<br />
• Open access <strong>till</strong> databaser som finns hos myndigheter, institut, universitet<br />
och högskolor<br />
• Inventering av analystekniska forskningsinfrastrukturer som finns utspridda<br />
över hela landet och där man har en ambition att delta i ett koordinerat<br />
nätverk inom:<br />
• klimat<br />
• biosfär<br />
• litosfär<br />
• miljö<br />
88 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
sammanställning av infrastrukturer<br />
Nationella laboratorier/testanläggningar<br />
Nordsim – Nordiskt isotoplab<br />
Dendrolab – Trädforskningslab<br />
SGI-lab – Geoteknik och miljölab<br />
Äspö – Testanläggning för slutförvar av utbränt kärnbränsle<br />
Datahantering/beräkningsresurser/arkiv<br />
Tornado – stordator för beräkningar av det globala klimatsystemet och hur<br />
det styr regionala förhållanden<br />
GBIF (Global Biodiversity Information Facility) – global databas för biodiversitet<br />
SMHI (Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut) – databaser för<br />
meteorologi<br />
SGU (Sveriges geologiska undersökningar) – arkiv och databaser inom<br />
geologi, hydrologi mm<br />
LMV (Lantmäteriverket) – databaser för topografi mm<br />
Museernas art- och samlingsdatabaser<br />
ECORD (European Consortium for Ocean Drilling) – arkiv och databas för<br />
bland annat klimatforskning<br />
Forskningsfartyg<br />
Oden – isbrytare<br />
Aurora Borealis (ESFRI)<br />
ECORD – samarbete för att utnyttja fartyg för bland annat klimatforskning<br />
Satelliter m.m.<br />
Odin – övertid<br />
GMES (ESA satellitprogram)<br />
ESRANGE<br />
Forskningsstationer<br />
Svea (Antarktis)<br />
Wasa (Antarktis)<br />
Abisko (Sverige) – utvärderas<br />
Tarfala (Sverige) – är utvärderad<br />
Zeppelin (Svalbard)<br />
Kristineberg marina forskningsstation<br />
Askö marina forskningsstation<br />
Tjärnö marina forskningsstation<br />
Umeå marina forskningsstation<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 89
Observatorier<br />
EISCAT (European Incoherent Scatter Facility)<br />
Onsala rymdobservatorium<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Nätverk av mätstationer<br />
Seismologiska nätet<br />
SWEPOS (GPS)<br />
SMHI<br />
EuroArray (förslag på europeiskt samarbete inom litosfärsforskning)<br />
Klimat och miljömätningsstationer som Aspvreten och Norunda<br />
90 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
7 infrastruktur för e-science<br />
Centralt för e-Scienceinfrastruktur i Sverige är <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> välfungerande<br />
datanät, högpresterande datorer för beräkning och lagring samt väldokumenterade<br />
och digitaliserade forskningsdatabaser.<br />
Det svenska datanätet, som knyter samman universitet och högskolor i landet<br />
och som drivs av organisationen SUNET (Swedish University computer<br />
NETwork) är en av hörnstenarna för e-Science infrastruktur.<br />
En annan hörnsten är <strong>till</strong>handahållandet av beräkningsresurser, som<br />
sedan 2002 är en uppgift för SNIC (Swedish National Infrastructure for<br />
Computing). SNIC samordnar resurser i form av högpresterande datorer<br />
(HPD ) mellan sex HPD-centrum i landet. Traditionellt har behovet av<br />
beräkningsresurser varit störst inom kemi, fysik, astronomi och teknikvetenskaperna<br />
medan <strong>till</strong>växten av digitaliserade forskningsdata inom livsvetenskaperna,<br />
samhällsvetenskaperna och humaniora är en nyare företeelse.<br />
Allt större krav ställs på lagringskapacitet och på mjukvara för sökning,<br />
visualisering och bearbetning.<br />
SUNET och SNIC ligger båda organisatoriskt under Vetenskapsrådets<br />
kommitté för forskningens infrastrukturer, KFI, men har egen organisation,<br />
ledning och budget samt operativt ansvar för sitt område. SUNET och SNIC<br />
är idag väl förankrade infrastrukturer i det svenska forskarsamfundet.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 91
del ii – OMrådesöversikter<br />
Den tredje hörnstenen, väldokumenterade och användbara digitala databaser<br />
som forskningsinfrastruktur, har hit<strong>till</strong>s varit föremål för relativt<br />
lite övergripande diskussion. På mjukvarusidan, vid utvecklande av så kallad<br />
middleware, finns utomordentligt goda möjligheter att arbeta över gränser.<br />
Det kan gälla gemensamma, komplexa studieobjekt eller metodområden<br />
som <strong>till</strong> exempel visualisering, datamining, GIS (geografiska informationssystem),<br />
explorativa gränssnitt eller gridmjukvara. Både kort- och långsiktig<br />
planering behövs.<br />
För olika forskningsområden behöver man fastställa tydliga definitioner<br />
och avgränsningar ifråga om vilka databaser som kvalificerar sig som forskningsinfrastruktur<br />
och hur dessa relaterar <strong>till</strong> de organisationer, myndigheter<br />
och forskare som tagit fram data. Under 2006 bildades en ny kommitté<br />
under KFI benämnd DISC (Database InfraStructure Committee). I DISC:<br />
s uppdrag ingår uppbyggnad av infrastruktur avseende dokumentation,<br />
standarder och <strong>till</strong>gänglighet av forskningsdata. Det kräver utveckling och<br />
implementering av mjukvara för distribuerade databaser, samt modeller för<br />
åtkomst/sökning, uppdatering och underhåll etc. DISC för forskarnas talan<br />
i dialogen med myndigheter och organisationer för att skapa arbets- och<br />
kostnadseffektiva rutiner för <strong>till</strong>handahållande och hantering av forskningsdata.<br />
DISC:s ansvarsområde avser i första hand digitaliserade mikrodatabaser<br />
(mikro = individ) inom samhällsvetenskap och medicin, med speciell hänsyn<br />
<strong>till</strong> integritets-, sekretess- och lagstiftningsfrågor vid användning<br />
av personnummerlänkning. Sverige har unika möjligheter att med hjälp<br />
av administrativa register, som upprätthålls av bland andra Statistiska<br />
centralbyrån (SCB) och Epidemiologiskt centrum (EpC) vid Socialstyrelsen,<br />
<strong>till</strong>handahålla grunddata för forskning kring samhällsfrågor, ekonomi och<br />
hälsa.<br />
Det finns likartade krav på rutiner, standarder, samordning och teknikutveckling<br />
inom andra forskningsområden, exempelvis miljö och klimat,<br />
med behov av arbets- och kostnadseffektiva rutiner vid överföring av forskningsdata<br />
från <strong>till</strong> exempel SMHI, Rymdstyrelsen och andra myndigheter.<br />
De molekylära livsvetenskaperna är numera höggradigt digitaliserade och<br />
beräkningsintensiva, med krav på lagring, sökning, visualisering och bearbetning<br />
av stora och komplexa datamängder. Även digitaliserade tal- och<br />
språkkorpora samt forskningsdata från humanistlaboratorier liksom digitaliserade<br />
delar av det svenska kulturarvet utgör exempel på viktiga forskningsdatabaser,<br />
vilkas organisation och utveckling det är angeläget att<br />
utreda i ett nationellt såväl som internationellt perspektiv.<br />
I det följande beskrivs närmare bakgrund, uppdrag och mål, internationell<br />
utblick och långsiktig plan för de tre huvudområdena inom KFI e-Sci-<br />
92 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
ence: datanät, beräkningsresurser och forskningsdatabaser, följt av en tidsplan<br />
och sammanfattande rekommendationer.<br />
datanät<br />
Det svenska universitetsnätverket är en gemensam verksamhet för universitet<br />
och högskolor, som dels förser dem med Internetförbindelser med <strong>till</strong>hörande<br />
nättjänster, dels arbetar med utveckling av och <strong>till</strong>handahållande<br />
av ytterligare tjänster enligt högskolornas önskemål. Verksamheten sköts av<br />
SUNET (Swedish University Computer Network), där man skiljer mellan<br />
organisationen SUNET och datanätverket Sunet. Det är särskilt viktigt att<br />
notera att Sunet är den enda vägen att från Sverige nå forskningsnät som<br />
inte är <strong>till</strong>gängliga för vem som helst via Internet. Sunet ger universiteten<br />
och högskolorna möjlighet att kommunicera med det europeiska forskningsnätet<br />
Géant och med forskningsnätet Abilene i USA.<br />
SUNET<br />
SUNET har funnits sedan början av 1980-talet och har utvecklats från att<br />
inledningsvis vara ett forsknings- och utvecklingsprojekt <strong>till</strong> att bli en för<br />
universitet och högskolor gemensam organisation och infrastruktur med<br />
uppgift att <strong>till</strong>godose universitetens och högskolornas behov av datakommunikation<br />
nationellt och internationellt.<br />
Sedan år 2001 har Vetenskapsrådet ansvaret för att universitetsdatanätet<br />
Sunet administreras och drivs enligt de riktlinjer som regeringen<br />
lagt fast. Under 2001 blev det uppenbart att den fortsatta trafikökningen<br />
krävde ett kraftfullare nät. SUNET valde då ett Gigabitnät (GigaSunet)<br />
som använder förhyrda våglängder baserade på fiberoptiska förbindelser.<br />
Gigabitnätet levereras av TeliaSonera med ett avtal som gäller <strong>till</strong><br />
slutet av 2006.<br />
SUNET har följande uppdrag och mål:<br />
• Ge universitet och högskolor god <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> nationell och internationell<br />
datakommunikation och att inom ramen för <strong>till</strong>gängliga resurser vid<br />
varje tidpunkt erbjuda universitet och högskolor de tjänster som dessa<br />
efterfrågar inom datakommunikationsområdet.<br />
• Att <strong>till</strong>godose behovet av ett produktionsnät för all verksamhet vid högskolan<br />
är SUNET:s viktigaste uppgift. Nätet ska betjäna forskare, lärare,<br />
studenter, administrativ och teknisk personal.<br />
• I den mån det allmänna nätet inte kan <strong>till</strong>godose särskilda behov inom<br />
viss forskning och utbildning ska SUNET medverka <strong>till</strong> att ta fram lösningar<br />
som <strong>till</strong>godoser de särskilda krav som ställs.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 93
del ii – OMrådesöversikter<br />
• Tillgodose behovet av nätresurser för forskning kring datakommunikation,<br />
stimulera sådan forskning och allmänt verka för en breddning och fördjupning<br />
av Internetkompetensen i landet genom att bland annat ordna konferenser<br />
och utbildnings<strong>till</strong>fällen och stimulera idéöverföring mellan högskolor<br />
och andra organisationer när det gäller användningen av datanät.<br />
• Stimulera kompetensöverföring från högskolesystemet <strong>till</strong> andra delar av<br />
samhället vad gäller användning av Internetteknik och datakommunikation.<br />
• Utveckla och <strong>till</strong>handahålla nätnära tjänster som universiteten och högskolorna<br />
har behov av.<br />
Nästa generation av Sunet, OptoSunet, kommer att tas i drift vid årsskiftet<br />
2006/2007. OptoSunet är ett hybridnät, byggt på våglängdsmultiplexerade<br />
svarta fibrer, som består av ett IP-routrat basnät och av ett antal dedicerade<br />
nät för krävande forskningsapplikationer. I detta nät hyr SUNET själva<br />
fiberförbindelserna och kan själv <strong>till</strong>verka våglängder med hjälp av egen utrustning<br />
för våglängdsmultiplexering, något som ger stor anpassbarhet <strong>till</strong><br />
framtida behov och önskemål.<br />
OptoSunet kan också utnyttjas för ett antal tjänster, som <strong>till</strong> exempel nätmöten,<br />
IP-telefoni, <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> arkiv med programvaror och information av<br />
olika slag samt för autentisering och auktorisation.<br />
NORDUnet och Géant<br />
Internationell kommunikation sker bland annat genom SUNET:s engagemang<br />
i NORDUnet, en gemensam organisation för forskningsdatanäten i<br />
de nordiska länderna, som upphandlar internationell nätverkskapacitet och<br />
verkar för utveckling och samordning inom nätteknikområdet. NORDUnet<br />
har varit framgångsrikt som regional nätverksorganisation och framstår i dag<br />
som en förebild för andra mindre länder i Europa. Tillsammans med andra<br />
forskningsnät i Europa har NORDUnet byggt upp det europeiska forskningsdatanätet<br />
Géant. Géant är ett samarbete mellan 26 nät som omfattar 30 länder<br />
i Europa. Géant finansieras <strong>till</strong> en del av EU och är idag världsledande bland<br />
existerande forskningsnät. Samma teknik som används i Géant används eller<br />
kommer inom kort att användas också av NORDUnet och SUNET.<br />
Den driftgrupp vid Kungliga tekniska högskolan (KTH) som driver och<br />
övervakar Sunet har av NORDUnet fått uppdraget att driva och övervaka<br />
NORDUnets förbindelser. För Géant fullgörs motsvarande uppgifter av företaget<br />
DANTE med säte i Cambridge, Storbritannien. I likhet med NORD-<br />
Unet är DANTE ett aktiebolag, och NORDUnet äger aktier i DANTE.<br />
I dag finns ett ekonomiskt och administrativt samarbete inom Europa och<br />
motsvarande samarbete, fast med mindre statlig inblandning, i Nord-<br />
9 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
amerika. Asien växer alltmer fram som en stormakt inom IT och på datanätssidan<br />
har Japan länge varit framstående. Förmodligen kommer dessa tre<br />
områden att fortsätta att utvecklas i något olika riktningar, samtidigt som<br />
de upprätthåller kommunikation och samarbete med varandra. Numera är<br />
alla överens om att internetprotokollet och utvecklingen av gemensamma<br />
standarder inom Internet Engineering and Technical Forum (IETF) mycket<br />
länge kommer att vara grunden för så gott som all datakommunikation.<br />
Tekniken i sig är inte begränsande för ihopkoppling av existerande nät,<br />
däremot kan politiska, ekonomiska och administrativa begränsningar förekomma.<br />
Långsiktig plan för datanät<br />
SUNET:s styrelse <strong>till</strong>satte i oktober 2003 en särskild arbetsgrupp, benämnd<br />
Framtidsgruppen, med uppdrag att undersöka hur SUNET på bästa sätt<br />
kunde <strong>till</strong>godose högskolornas behov av gemensam infrastruktur, gemensamma<br />
tjänster och gemensam utveckling av forskningsdatanätet. Framtidsgruppen<br />
överlämnade sin rapport SUNET efter 2006 <strong>till</strong> SUNET:s styrelse<br />
i februari 2005.<br />
Framtidsgruppens medlemmar har varit samstämmiga i sin syn på behovet<br />
av SUNET och utvecklingen framöver. Gruppen <strong>till</strong>satts av SUNET:s styrelse<br />
för att bidra med kompetens och erfarenhet från forskning, utbildning,<br />
biblioteksverksamhet, IT-verksamhet, administration och förvaltning. I<br />
gruppen ingår representanter från flera högskolor med olika karaktär.<br />
Framtidsgruppen har sammanfattningsvis gjort följande iakttagelser:<br />
• Sunet är idag ett väl fungerande nät både vad gäller kapacitet och säkerhet.<br />
• Datatrafiken i GigaSunet mäts kontinuerligt. För dimensionering av<br />
SUNET är topptrafiken intressant. Variationerna högskoleorter emellan<br />
är anmärkningsvärda. Mätningar visar att vid de flesta av de universitet<br />
och högskolor som har studentbostäder anslutna är minst hälften av trafiken<br />
relaterad <strong>till</strong> studentbostäder.<br />
• En internationell jämförelse visar att dagens SUNET ligger väl i nivå med<br />
näten i andra länder i de flesta avseenden och förefaller kostnadseffektivt.<br />
7<br />
• Det finns en bred uppslutning kring vikten av att SUNET bör hålla fast<br />
vid ambitionen att ha ett nät med näst in<strong>till</strong> hundraprocentig <strong>till</strong>gänglighet.<br />
• I Sverige, liksom i flertalet länder i Europa, är begränsningen inte de<br />
nationella forsknings- och utbildningsnäten, utan flaskhalsarna finns i de<br />
lokala campusnäten.<br />
7 Jämförelsematerial finns i TERENA NREN Compendium - ISSN 1569-4496<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 95
del ii – OMrådesöversikter<br />
• SUNET är en förutsättning för att svenska universitet och högskolor ska<br />
få <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> forskningsnät i Europa och Nordamerika.<br />
• Tillväxten i utnyttjandet av Sunet är idag cirka 50% per år.<br />
• Utbildningens behov, sett i ett 3-4 års perspektiv, borde gå att <strong>till</strong>godose<br />
med i stort sett den kapacitet Gigasunet har idag.<br />
• SUNET:s användarstudie våren 2003 visar att praktiskt taget alla studenter<br />
har <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> dator.<br />
• Från studenthåll finns en önskan om att alla studenter ska ha <strong>till</strong>gång<br />
<strong>till</strong> ett bra Internet oavsett var de befinner sig så att de kan komma åt de<br />
verktyg de behöver för att sköta sina studier. Ett fungerande nät är för<br />
många studenter lika viktigt som el och värme i undervisningslokalerna.<br />
• SUNET:s användarstudie visar att näst in<strong>till</strong> alla forskare och i stort sett<br />
alla doktorander använder Internet. SUNET erbjuder dem bra bandbredd<br />
inom Sverige och utmärkta förbindelser med utlandet.<br />
• Flertalet forskningsområden torde under de närmaste fem åren klara sig<br />
gott med ett nät av den kapacitet som Gigasunet har. Flera forskningsområden<br />
är dock på väg in i en fas där de kommer att ställa högre krav på<br />
bandbredd och <strong>till</strong>gänglighet.<br />
• SUNET bör ha tätare kontakter med aktiva forskargrupper för att få<br />
information om deras önskemål.<br />
• Utöver de tjänster som praktiskt taget varje Internetleverantör erbjuder<br />
<strong>till</strong>handahåller dagens SUNET ett antal mer specifika tjänster som universitet<br />
och högskolor har efterfrågat.<br />
Framtidsgruppen ger följande rekommendationer beträffande SUNET:s nät<br />
efter Gigasunet:<br />
• Ett basnät med minst samma kvalitet och funktionalitet som dagens är<br />
en nödvändighet för både utbildning och forskning och måste handlas<br />
upp på nytt.<br />
• Vissa forskningsområden har utöver detta behov av extremt hög kapacitet<br />
eller extremt hög <strong>till</strong>gänglighet och säkerhet. Detta kan åstadkommas med<br />
ett så kallat hybridnät, där flera våglängder för speciella ändamål kompletterar<br />
det routade basnätet som alla behöver.<br />
• Det nya nät som anskaffas för perioden efter 2006 bör baseras på så kallad<br />
svart fiber, som SUNET hyr för en tid av 8-10 år, samt egen utrustning<br />
för våglängdsmultiplexering. Eftersom NORDUnet väntas välja samma<br />
teknik för sitt nästa nät underlättas genom detta val en samordning med<br />
NORDUnet.<br />
• Den flexibilitet ett hybridnät ger ställer krav också på en flexibel finansiering.<br />
Finansieringen av ett hybridnät måste vila på andra principer än<br />
96 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
dagens. De högskolor/institutioner som inte har behov av annat än det<br />
routade basnätet ska inte behöva betala för användarna med extrema behov.<br />
• Även när det gäller finansieringen av basnätet bör vissa förändringar övervägas.<br />
Det har visat sig att de högskolor som har ett stort antal studentbostäder<br />
anslutna tenderar att utnyttja det gemensamma nätet betydligt<br />
mer än högskolor som inte ansluter bostäder. Framtidsgruppen föreslår<br />
att studentbostäder exkluderas i basnätet men kan anslutas <strong>till</strong> SUNET<br />
mot en av styrelsen fastställd avgift. Att grupper av unga, kreativa studerande<br />
får <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> stora mängder bandbredd och därigenom får möjlighet<br />
att pröva nya idéer är i grunden positivt och kan på sikt visa sig<br />
vara en lönsam investering för det svenska samhället. Men denna typ av<br />
användning får inte vara det som blir dimensionerande för SUNET så att<br />
bostadsanvändningen leder <strong>till</strong> ökade kostnader för universitet och högskolor.<br />
• I de fall SUNET erbjuder tjänster som bara vissa högskolor är intresserade<br />
av bör särskild finansiering av tjänsten övervägas, om kostnaderna för<br />
tjänsten inte är obetydliga och en särskild avgift för tjänsten väntas leda<br />
<strong>till</strong> intäkter som väsentligt överstiger kostnaderna för att administrera ett<br />
betalningssystem för tjänsten.<br />
• Grundprincipen ska även i fortsättningen vara att basnätet finansieras<br />
gemensamt av högskolorna enligt fördelningsnycklar som ska var enkla,<br />
samtidigt som de ska vara svåra att manipulera. Exempel på sådana enkla<br />
och lättförståeliga nycklar är högskolans statsanslag eller intäkter, antal<br />
anställda eller antal helårsprestationer. Tidigare utredningar har visat att<br />
valet av nyckel endast i undantagsfall får stora effekter på vilken avgift en<br />
enskild högskola kan tvingas betala.<br />
SUNET:s investeringar för det nya nätet uppgår <strong>till</strong> 250 miljoner kronor<br />
under 2006 och 2007 och därefter <strong>till</strong> cirka 10 miljoner kronor per år för<br />
kompletteringar under perioden 2008–2014. Driftsbudgeten, rensat från<br />
kostnader för avskrivningar och räntor som avser investeringarna, uppgår<br />
<strong>till</strong> 110–115 miljoner kronor perioden 2007–2014. Där<strong>till</strong> kommer kostnader<br />
för att <strong>till</strong>handahålla ytterligare våglängder.<br />
Beräkningsresurser<br />
År 2002 inrättades SNIC (Swedish National Infrastructure for Computing)<br />
som en nationell resurs med syfte att samordna datorinvesteringar och<br />
<strong>till</strong>handahålla en lätt <strong>till</strong>gänglig och god beräkningskapacitet för svenska<br />
forskare. Den ökande forskningen på global nivå kräver en välsmord infra-<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 97
del ii – OMrådesöversikter<br />
struktur för lagring och kommunikation av idéer, data, analyser och resultat<br />
mellan forskarna, parallellt med växande krav på kapacitet för storskaliga<br />
beräkningar. Ett nordiskt gridprojekt, NDGF (Nordic Data Grid Facility),<br />
kommer att genomföras under 2006–2010 med syftet att utveckla programvaror,<br />
organisation och rutiner för att driva en nordisk gridinstallation<br />
baserad på de datorresurser som finns och kommer att finnas <strong>till</strong>gängliga i<br />
de nordiska länderna.<br />
Både nationellt och internationellt kommer kluster att förbli den vanligaste<br />
formen av beräkningsresurser. I många fall kommer användningsområdena<br />
att ställa höga krav på nätet som knyter samman klusternoderna,<br />
som låga fördröjningar och hög skalbarhet. Andra arkitekturer med gemensamt<br />
minne och arkitekturer specialiserade för specifika algoritmer, kommer<br />
också att krävas för flera mycket använda <strong>till</strong>ämpningar.<br />
Forskningen inom flera områden har med tiden internationaliserats så<br />
att vissa forskningsområden idag mer liknar globala forskningssatsningar<br />
än internationella samarbeten. Exempel på detta är högenergifysik och<br />
astronomi, vars forskning sedan flera år <strong>till</strong>baka kan anses ske på global<br />
basis. Man delar dyra experimentanläggningar och utrustning och planerar<br />
forskningsarbetet utifrån en global ståndpunkt. Också inom miljö- och<br />
klimatområdet kan vi under senare år se en förändring mot ett mer globalt<br />
förhållningssätt <strong>till</strong> forskningen. Likaledes förändras biologin och medicinen<br />
<strong>till</strong> data och beräkningstunga vetenskaper med en internationell infra-<br />
och samarbetsstruktur. Det gäller framför allt den molekylära delen, men<br />
även datorisering och standardisering av sjukjournaler och biobanksprover<br />
öppnar nya möjligheter för forskning över landsgränser. Sverige ligger väl<br />
framme i den här utvecklingen. Behovet av samordning ifråga om lagring,<br />
kommunikation och visualisering gäller även i allt högre grad samhällsvetenskaperna<br />
och humaniora, där man liksom för miljö, klimat, biologi<br />
och medicin ser en kraftigt ökande samordning på europeisk nivå och<br />
internationellt.<br />
SNIC<br />
SNIC är ett metacenter för högpresterande datorer som består av sex<br />
geografiskt spridda center – HPC2N i Umeå, UPPMAX i Uppsala, PDC i<br />
Stockholm, NSC i Linköping, UNICC i Göteborg och LUNARC i Lund.<br />
Här presenteras beräkningsresurserna som en enda nationell infrastruktur<br />
i stället för att göra en fysisk uppdelning mellan dessa sex center. Tillkomsten<br />
av SNIC har inte bara medfört koordinering av de resurser Vetenskapsrådet<br />
investerar inom området, det har också fått andra finansiärer<br />
att bidra.<br />
98 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
SNIC har följande uppdrag och mål:<br />
• Tillhandahålla en långsiktig finansiering för högpresterande beräkningsresurser<br />
i Sverige.<br />
• Koordinera nationella investeringar i beräkningsresurser.<br />
• Koordinera kompetensprofiler mellan Sveriges existerande superdatorcenter<br />
så att resurser används och utvecklas på ett optimalt sätt och<br />
genom detta <strong>till</strong>handahålla förbättrad support och service.<br />
• Utveckla en nationell strategi för:<br />
• Datorhårdvara<br />
• Gridmjukvara<br />
• Lagring<br />
• Nätverk<br />
• Visualisering.<br />
• Sammanställa information och kunskap om datorresurser och applikationer<br />
som utvecklas.<br />
• Vara värd för nationella forskarskolan i beräkningsvetenskap NGSSC<br />
(National Graduate School in Scientific Computing).<br />
SNIC är idag det koordinerande organet för Sveriges beräkningsresurser.<br />
SNIC och dess underorgan utvecklar den operativa strategin för Vetenskapsrådets<br />
investeringar inom beräkningsområdet. SNIC <strong>till</strong>delas också ofta en<br />
värdroll för att förvalta investeringar i beräkningsresurser gjorda av andra<br />
finansiärer. SNIC:s största användargrupper finns bland annat inom fysik,<br />
kemi och beräkningsteknik. Under senare år har intresset för att utnyttja<br />
beräkningsresurser spridit sig <strong>till</strong> ett allt bredare spektrum av användargrupper.<br />
SNIC har tagit en aktiv roll i denna expansion och <strong>till</strong>handahåller även<br />
applikationsexperter, stationerade vid de olika centren, som hjälper <strong>till</strong> att<br />
utveckla nya <strong>till</strong>ämpningar inom respektive specialområden.<br />
SNIC strävar efter att <strong>till</strong>handahålla resurser som på ett bra och kostnadseffektivt<br />
sätt <strong>till</strong>godoser användarnas behov genom en balanserad uppsättning<br />
datorresurser. De består av en stor andel klusterbaserade system<br />
med högpresterande eller standardnätverk och en mindre andel system med<br />
gemensamt minne.<br />
Inom ramen för SNIC har försöksverksamhet utförts med gridbaserade<br />
beräkningsresurser, Swegrid, vilket gett ökad kapacitet <strong>till</strong> vissa beräkningstunga<br />
discipliner och värdefull kunskap inför kommande generationer<br />
av griddatorer på olika nivåer inom Sverige, Norden och Europa. Nordisk<br />
samordning för grid middleware bedrivs inom ramen för Nordic Data Grid<br />
Facility (NDGF). Med början år 2006 kommer SNIC också att kunna <strong>till</strong>handahålla<br />
storskalig lagringskapacitet för deltagande forskargrupper.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 99
del ii – OMrådesöversikter<br />
NDGF – Nordic Data Grid Facility<br />
Det nordiska gridprojektet (NDGF) kommer att genomföras under 2006–2010.<br />
Syftet är att utveckla programvaror, organisation och rutiner för att driva en<br />
nordisk gridinstallation baserad på de datorresurser som finns och kommer<br />
att finnas <strong>till</strong>gängliga i de nordiska länderna. NDGF utgör en grundförutsättning<br />
för samarbeten med det europeiska partikelfysiklaboratoriet CERN, i<br />
form av ett nordiskt Tier 1. Utöver en effektivare användning av <strong>till</strong>gängliga<br />
datorresurser förväntas NDGF underlätta samarbeten mellan forskare.<br />
Som värdorganisation för NDGF fungerar inledningsvis organisationen<br />
NORDUnet (se avsnittet om datanät), som därigenom får en allt viktigare<br />
roll för e-science i de nordiska länderna. NORDUnet administrerar också på<br />
uppdrag av NOS-N forskningsprogrammet Nordunet 3 om grundläggande<br />
forskning kring Internetteknologi.<br />
Europeiska superdatorcenter<br />
Det finns långt gångna planer på etablering av gemensamma europeiska<br />
stordatorresurser. Bland annat diskuteras frågan inom ESFRI (European<br />
Strategy Forum on Research Infrastructures) och planerna kommer sannolikt<br />
att realiseras i någon form. De planerade centren planeras bli <strong>till</strong>gängliga<br />
även för andra länder än värdnationerna och de länderna får då bidra<br />
ekonomiskt.<br />
Långsiktig plan för beräkningsresurser<br />
SNIC har nyligen sammanställt ett landskapsdokument ”The Swedish HPC<br />
Landscape 2006-2009”, (HPC = High performance computing). Dokumentet<br />
tas fram genom en förankringsprocess bland centerföreståndare och<br />
användare. En detaljerad framtidsplanering bortom en treårig horisont<br />
inom detta snabbfotade fält är en vansklig uppgift.<br />
Erfarenheter som vunnits under de tre år som SNIC existerat är bland<br />
annat följande:<br />
• Sveriges resurser inom storskaliga beräkningar har kunnat koordineras<br />
och organiseras på ett bättre och effektivare sätt.<br />
• Vikten av beräkningsbaserade metoder och tekniker ökar snabbt inom de<br />
flesta vetenskapsområden och blir alltmer en nyckelteknologi för spetsforskning<br />
likväl som en nödvändighet för basforskning.<br />
• Många forskare i Sverige är idag helt beroende av SNIC:s resurser för sin<br />
forskargärning och förväntar sig att SNIC även i framtiden kommer att<br />
<strong>till</strong>handahålla beräkningsresurser som följer teknologiutvecklingen.<br />
• Resurser <strong>till</strong>delas efter ansökan som utvärderas av Swedish National<br />
Allocation Committee (SNAC), som är organiserad under SNIC.<br />
100 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
• Användarstudier har visat att forskarna prioriterar snabba processorer<br />
och hög <strong>till</strong>gänglighet högst, följt av system med mycket minne och storskaliga<br />
system.<br />
• Flertalet av SNIC:s användare vill se beräkningsresurser som en service<br />
bestående av <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> applikationer som kör på beräkningsresursen<br />
snarare än bara <strong>till</strong>gång <strong>till</strong> hårdvaran.<br />
• Gridteknologin utvecklas allt mer och växer sig starkare internationellt.<br />
• Det finns långt gångna planer på etablering av gemensamma europeiska<br />
stordatorresurser. Dessa center planeras bli <strong>till</strong>gängliga även för andra länder<br />
än värdnationerna och de länderna får då bidra ekonomiskt.<br />
• I takt med att allt fler grupper ansöker om resurser och dessutom vissa<br />
gruppers resursbehov blivit mycket stort kommer det att krävas betydligt<br />
större investeringar inom beräkningsresurser.<br />
Några slutsatser som KFI dragit är:<br />
• Samarbetet mellan SNIC och DISC bör uppmuntras. Det finns potential<br />
<strong>till</strong> rationaliseringsvinster, <strong>till</strong>gänglighetsvinster och kvalitetsvinster för<br />
forskarsverige med ett sådant samarbete.<br />
• En omfattande utvärdering av SNIC bör ske om 2-3 år.<br />
• I takt med att allt fler forskningsområden blir beroende av <strong>till</strong>gång <strong>till</strong><br />
beräkningssystem med en hög kapacitet så bör SNIC:s budget ökas i motsvarande<br />
grad.<br />
• Behovet av att delta i samarbete kring en gemensam europeisk stordatorresurs<br />
bör utredas.<br />
Finansieringen av de resurser som krävs för att kunna möta de ökande kraven<br />
från forskningen är en viktig fråga.<br />
För högpresterande datorer finns 46 miljoner kronor upptagna i Vetenskapsrådets<br />
budget både 2006 och 2007. I 2005 års årsredovisning från<br />
Vetenskapsrådet anges att SNIC lämnat så kallade driftsbidrag <strong>till</strong> datacenter<br />
med 46 miljoner kronor år 2005. I denna summa ingår en stor andel<br />
investeringar.<br />
Högpresterande datorer som organiseras av SNIC finansieras inte bara av<br />
Vetenskapsrådet. I samråd med SNIC har Knut & Alice Wallenbergs stiftelse<br />
ofta finansierat utrustning – enbart för Swegrid med 23 miljoner kronor.<br />
Extern finansiering, inklusive medlen från Vetenskapsrådet, kan alltså enstaka<br />
år ge ett <strong>till</strong>skott <strong>till</strong> området högpresterande datorer i storleksordningen<br />
70 miljoner kronor, varav huvuddelen <strong>till</strong> investeringar i hård- eller<br />
mjukvara.<br />
SNIC bedömer själv sitt medelsbehov, inklusive bidrag från andra källor<br />
än Vetenskapsrådet, <strong>till</strong> närmare 90 miljoner kronor per år under den<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 101
kommande femårsperioden. Nämnas kan att man för närvarande också utreder<br />
hur det behov av medel för lagringsresurser för LHC-projektet, som<br />
uppskattas <strong>till</strong> 35 miljoner kronor under 5 år, ska finansieras. Eftersom de<br />
nordiska högenergifysikerna också tänker använda sig av en nordisk Tier<br />
1-facilitet krävs en utredning av hur kostnaden för dedicerade förbindelser<br />
<strong>till</strong> en nordisk Tier 1-facilitet genom NORDUnet och SUNET ska finansieras.<br />
digitaliserade forskningsdatabaser<br />
del ii – OMrådesöversikter<br />
Begreppet forskningsdatabas omfattar data från storskaliga observationsstudier<br />
och experiment, utdrag och sammanställningar från register som<br />
gjorts för forskningsändamål, forskningsbiobanker, samlingar av data om<br />
språk, kultur, klimat, natur, genom, miljö, etc. för forskningsändamål.<br />
Administrativa register hos myndigheter och institutioner, personal- eller<br />
marknadsdata hos företag och liknande faller utanför definitionen, utom<br />
när forskare samlar och ordnar sådana data för forskningsändamål. För att<br />
falla under begreppet e-science måste data digitaliseras. För att kvalificera<br />
sig som infrastruktur bör en forskningsdatabas vara brett nationellt förankrad<br />
och/eller internationellt konkurrenskraftig samt uppfylla krav på <strong>till</strong>gänglighet,<br />
standarder, kvalitetskontroll, dokumentation och säkerhet.<br />
Flera av de infrastrukturprojekt som diskuteras i arbetet med European<br />
Strategy Forum on Research Infrastructures (ESFRI) roadmap avser digitala<br />
databaser. Utvecklingen är tydlig inom humaniora, samhällsvetenskap<br />
och medicin, men behovet av standarder och jämförbara databasstrukturer<br />
inom <strong>till</strong> exempel biovetenskaperna, rymdforskningen och klimatforskningen<br />
framhålls också i ESFRI:s planering. Speciellt står European<br />
Research Observatory for Humanities and Social Sciences (EROHS), biobanker,<br />
bioinformatik samt biodiversitet som förslag <strong>till</strong> prioriterade infrastrukturområden.<br />
Dessa är centrala också för Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong><br />
<strong>infrastrukturen</strong>.<br />
database infrastructure Committee, disC<br />
Som ett resultat av Vetenskapsrådets utredningar Om forskningens infrastrukturer<br />
inom humaniora och samhällsvetenskap i Sverige samt Världsledande<br />
forskning med hjälp av svenska register, har Vetenskapsrådet under våren<br />
2006 inrättat en ny kommitté, Database InfraStructure Committee (DISC),<br />
under KFI. DISC:s uppdrag omfattar i första hand samhällvetenskap och<br />
medicin med fokus på individbaserade mikrodata (mikro = individ). Samtidigt<br />
inleder DISC en utredning om vilka forskningsdatabaser inom humaniora<br />
som det är angeläget att digitalisera.<br />
102 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Under DISC samordnas den datainsamling som tidigare hanterades av Vetenskapsrådets<br />
kommitté för longitudinella databaser och som nu gäller<br />
stora databaser per se, forskares användning av svenska administrativa register<br />
vid bland annat Statistiska Centralbyrån (SCB) och Socialstyrelsen samt<br />
den verksamhet som sker vid Svensk Nationell Datatjänst (SND). SND<br />
beskrivs under egen rubrik nedan.<br />
DISC:s verksamhet omfattar <strong>till</strong> valda delar även den biomedicinska<br />
infrastruktur som krävs för insamling, lagring och bearbetning av information<br />
om livsstil och miljö som riskfaktorer för sjukdom, om behandling och<br />
uppföljning av patienter samt om prover från forskningsbiobanker, Samkörning<br />
av befolknings- och sjukdomsregisterdata ger unika forskningsdatabaser<br />
för kartläggning av mekanismer för sjukdomars uppkomst samt<br />
för individualiserad behandling.<br />
DISC har följande uppdrag och mål:<br />
• Ansvar för övergripande policyfrågor angående forskningsdatabaser som<br />
infrastruktur<br />
• Utveckla en enhetlig rullande planering avseende teknik och mjukvara,<br />
med utgångspunkt från existerande lösningar hos nationella och internationella<br />
aktörer<br />
• Utlysa och fördela resurser <strong>till</strong> uppbyggnad, underhåll och arkivering av<br />
forskningsdatabaser, samt <strong>till</strong> teknikutveckling, support och utbildning<br />
• Samordning mellan forskarsamfundet och statistikförande myndigheter<br />
samt mellan olika forskargrupper, lagstiftande myndigheter och etiknämnder<br />
i frågor som rör forskningsdatabaser som infrastruktur<br />
• Övervaka att forskningsdatabaser som fått infrastrukturstöd görs <strong>till</strong>gängliga<br />
för forskarsamfundet<br />
• Kommunicera med media och allmänhet kring sekretess och integritetsfrågor<br />
ur ett forskningsinfrastrukturperspektiv<br />
• Främja internationellt utbyte och samordning i infrastrukturfrågor.<br />
I Vetenskapsrådets budget finns följande medel avsatta för DISC: 33,4 miljoner<br />
kronor 2006, 38 miljoner kronor 2007 och år 2009 beräknas DISC få en<br />
budget på 59,5 miljoner kronor.<br />
Preliminärt fördelas medlen år 2006 enligt följande: DISC 1,4 miljoner<br />
kronor, uppbyggnad och underhåll av databaser 21 miljoner kronor, arkivering<br />
5 miljoner kronor, teknik och kvalitetsutveckling 5 miljoner kronor<br />
och SIMSAM 1 miljon kronor. Motsvarande siffror för 2009 beräknas bli:<br />
DISC 1,5 miljoner kronor, uppbyggnad och underhåll av databaser 30 miljoner<br />
kronor, utveckling av enhetlig dokumentationsstandard för SCB, EpC, SND<br />
etc (tre första åren) 3 miljoner kronor, utveckling av mjukvara för distribu-<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 103
del ii – OMrådesöversikter<br />
erade databaser 10 miljoner kronor, arkivering, teknisk support och stödfunktion<br />
för forskare 15 miljoner kronor. Relationen investeringar / drift<br />
kan för närvarande inte anges med exakthet.<br />
DISC utlyser årligen medel för datainsamling, som får ses som en investering<br />
liksom uppbyggnad och utveckling av nya databaser och nya funktioner.<br />
svensk nationell datatjänst, snd<br />
Svensk Nationell Datatjänst, SND, (tidigare SSD, Svensk Samhällsvetenskaplig<br />
Datatjänst) har som huvuduppgift att bevara och sprida information<br />
om kvantitativa och kvalitativa studier inom samhällsvetenskap och<br />
humaniora samt inom den del av medicinen som ingår i fokusområdet för<br />
DISC. Datatjänsten ger möjlighet att söka och beställa datamängder från<br />
tiotusentals studier världen över. Den ingår i ett internationellt nätverk av<br />
dataarkiv. En central målsättningen är att underlätta det internationella<br />
utbytet av data och främja det internationella samarbetet mellan forskare.<br />
Datatjänsten erbjuder forskare professionell rådgivning om hur arbetet kan<br />
organiseras för att underlätta dokumentation och arkivering. Enligt rekommendationen<br />
i regeringsuppdraget Om infrastruktur inom humaniora och<br />
samhällsvetenskap har Vetenskapsrådet övertagit huvudmannaskapet för<br />
datatjänsten. I samband med organisationsförändringen har den bytt namn<br />
<strong>till</strong> SND och får ett vidgat uppdrag under DISC som nationell resurs för<br />
informationsförmedling, rådgivning, internationella kontakter samt insamling<br />
och lagring av vissa forskningsbaserade datamaterial som inte naturligt<br />
lagras vid annan organisation.<br />
european research Observatory for the Humanities and social sciences, erOHs<br />
Det är väsentligt att Sverige deltar i europeiska samarbeten för utveckling,<br />
underhåll och <strong>till</strong>gängliggörande av högkvalitativa och väldokumenterade<br />
databaser som möjliggör transnationella studier och samarbeten.<br />
Inom ESFRI diskuteras ett European Research Observatory for the<br />
Humanities and Social Sciences (EROHS), vars mål är en struktur för bevarande<br />
och <strong>till</strong>gängliggörande av forskningsdata på europeisk nivå. EROHS<br />
ambitioner sträcker sig betydligt längre än idag existerande europeiska samarbeten<br />
som European Social Survey (ESS) och Council of European Social<br />
Science Data Archives (CESSDA). EROHS ska verka för ”open access” av<br />
data, för att etablera standarder för dokumentation samt för att bygga upp<br />
nya digitala resurser med hög jämförbarhet i samarbete med de nationella<br />
eller tematiska noderna. Planerna sätter även fokus på källmaterial som för<br />
närvarande inte finns i digital form, samt vidareutbildning om <strong>till</strong> exempel<br />
hur databaser av olika slag (tvärsnitt, longitudinella, etc) byggs upp, beskrivs,<br />
10 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
underhålls och kvalitetssäkras. Även forskarstöd för användning av den<br />
digitala resursen ska ingå.<br />
Följande är en avsiktsförklaring för EROHS:<br />
”EROHS promises to strengthen interdisciplinary and cross-border collaboration and<br />
comparative research on a European dimension. Further, it will enhance the building of<br />
research infrastructure capacity in the less resourced European countries. Finally, it will<br />
increase the opportunities for improving knowledge on social processes and thus holds<br />
great potential in terms of advising European and national policy-makers on how to<br />
manage the challenges currently being faced by the societies of Europe.”<br />
Bioinformatik<br />
Inom det förslag <strong>till</strong> ESFRI:s roadmap som är under utarbetning ligger bioinformatik<br />
högst på listan över mogna infrastrukturer inom biologi och<br />
medicin. Storskalig datainsamling (HTP = high throughput) inom genomik,<br />
proteomik etc. och behovet av integrerad analys inom <strong>till</strong> exempel<br />
systembiologi har gjort att forskningen inom livsvetenskaperna är helt<br />
beroende av <strong>till</strong>gång och bearbetning av storskaliga databaser. European<br />
Bioinformatics Institute (EBI), en filial <strong>till</strong> European Molecular Biology<br />
Laboratory (EMBL), är det största bioinformatikcentret i Europa. I underlaget<br />
<strong>till</strong> ESFRI:s roadmap konstateras dock att Europa ligger långt efter USA och<br />
Japan ifråga om satsningar på bioinformatikinfrastruktur. Resurser behövs<br />
för datainsamling, lagring, annotering och distribution. Såväl datorkapaciteten<br />
som personalstyrkan bör utökas. Svenska forskare är väl framme på<br />
bioinformatikområdet och både utnyttjar och bidrar <strong>till</strong> datalagring och<br />
programvara. Idag saknas en nationell samling på bioinformatikområdet i<br />
Sverige, det är därför angeläget att kartlägga behovet av organisation och<br />
resurser för ett nationellt bioinformatiknätverk eller center i nära anslutning<br />
<strong>till</strong> molekylärbiologisk och medicinsk forskning.<br />
Biobanker<br />
Det preliminära förslaget <strong>till</strong> ESFRI:s roadmap för även fram biobanker<br />
och biomolekylär forskning som en mogen infrastruktur inom biologi och<br />
medicin. Det finns stor potential för Europa att skapa en koordinerad storskalig<br />
kvalitetssäkrad infrastruktur för biologiska prover och där<strong>till</strong> hörande<br />
biobankinformatik med rutiner för att lagra och distribuera information<br />
om prover och individer. Man behöver kombinera bred <strong>till</strong>gänglighet och<br />
flexibilitet i hanteringen av data med säkra rutiner för integritetsskydd. En<br />
biologisk materialbank med prover annoterade med klinisk, molekylär och<br />
livsstilsinformation ger i kombination med en utvecklad bioinformatikstruktur<br />
unika möjligheter för translationell forskning. Genom standardi-<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 105
del ii – OMrådesöversikter<br />
sering, harmonisering och korslänkning kan man åstadkomma synergier,<br />
högre statistisk styrka och skalvinster. Fyra kompletterande biobanksformat<br />
förs fram i det preliminära förslaget <strong>till</strong> ESFRI:s roadmap: Longitudinella<br />
populationsbaserade kohorter, kliniska patient/kontroll populationer, populationsisolat<br />
och tvillingregister.<br />
Det är angeläget för Vetenskapsrådet att delta i det fortsatta arbetet med<br />
att samordna <strong>infrastrukturen</strong> för forskningsbiobanker i Sverige. Nationella<br />
biobanksregister är under uppbyggnad i många länder med Storbritannien<br />
som ett föregångsland. En utgångspunkt för Sverige utgör det av Knut &<br />
Alice Wallenbergs stiftelse finansierade nationella biobanksprojektet samt<br />
de internationella samarbeten som enskilda svenska forskargrupper deltar i<br />
redan i dag. De unika svenska forskningsdatabaserna kommer att ha stor betydelse<br />
i både nordiska och internationella samarbeten. Medicinsk information<br />
om den svenska befolkningen, som riskfaktorer, diagnos, behandling,<br />
vävnadsprover, undersökningar, blodprov, DNA, läkemedelsanvändning,<br />
bör kunna lagras på ett enhetligt och juridiskt och etiskt acceptabelt sätt.<br />
En sådan databas ger möjligheter <strong>till</strong> nya typer av studier, uppföljningar<br />
med mera. Arbete med biologiskt material och informationshantering kräver<br />
dock <strong>till</strong>räckliga personalresurser och kunskaper hos de delar av sjukvården<br />
som ska utföra detta merarbete, alltså de specialiteter som hanterar<br />
och karakteriserar det humanbiologiska materialet. Omfattningen av detta<br />
strukturbehov behöver utredas närmare i samarbete med företrädare för<br />
sjukvårdshuvudmännen.<br />
digitalisering av det svenska kulturarvet<br />
Många humanister arbetar direkt med material från arkiv, forskningsbibliotek,<br />
museer och andra samlingar. Det finns värdefulla material av stor<br />
vikt för humanistisk forskning som ännu inte är digitaliserade. Om de vore<br />
digitaliserade kunde de ingå i nationella bild-, ljud-, språk- och andra forskningsdatabaser.<br />
Omfattande resurser kommer att krävas för digitalisering,<br />
dokumentation, lagring och åtkomst av dessa data. Långsiktiga prioriteringar<br />
blir nödvändiga och bör baseras på noggranna förstudier om <strong>till</strong> exempel<br />
källmaterialets innehåll och struktur, krav på sök- och analysmetoder,<br />
var och hur det digitaliserade materialet ska lagras, hur det ska underhållas<br />
och <strong>till</strong>gängliggöras för forskarsamhället. Prioriteringarna bör göras i dialog<br />
mellan forskarsamhället, Vetenskapsrådets ämnesråd och KFI, samt andra<br />
forskningsfinansiärer.<br />
exempel på digitala forskningsdatabaser<br />
Nedan redogörs för olika typer av digitala forskningsdatabaser som infrastruktur<br />
inom ett flertal forskningsområden. De databaser som diskute-<br />
106 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
ras utgör inte en heltäckande inventering utan ska ses som typexempel. I<br />
och med <strong>till</strong>sättandet av DISC (Database InfraStructure Committee) har<br />
Vetenskapsrådet initialt lagt en tyngdpunkt på mikrodata inom samhällsvetenskap<br />
och medicin, alltså individdata som länkas med personnummer<br />
och därmed medför särskilda integritetshänsyn. Med tanke på den unika<br />
konkurrensfördel som de nordiska länderna har när det gäller registerepidemiologisk<br />
forskning skulle samordning av infrastruktur inom Norden och<br />
Europa ge stora forskningsmässiga vinster.<br />
European Social Survey, ESS<br />
ESS är exempel på ett nyligen etablerat europeiskt samarbete. Inom detta<br />
paneuropeiska samarbete genomförs enkätundersökningar i syfte att digitalisera<br />
och <strong>till</strong>gängliggöra sociala data för internationella jämförelser. ESS<br />
stöds av EU-kommissionen, European Science Foundation (ESF) och forskningsråd<br />
i 24 länder. ESS är det första projektet inom socialvetenskaperna<br />
som har belönats med en av Europas viktigaste vetenskapliga utmärkelser<br />
– Descartespriset. Sveriges deltagande i ESS finansieras gemensamt av<br />
Vetenskapsrådet, Forskningsrådet för arbetsliv och social vetenskap (FAS)<br />
och Riksbankens jubileumsfond. Sverige har i många år deltagit i liknande<br />
internationella jämförbara studier av attityder som exempelvis World<br />
Values Survey och International Social Survey Program.<br />
Demografiska Databasen, DDB<br />
Demografiska databasen har <strong>till</strong> uppgift att registrera och bearbeta huvudsakligen<br />
demografiska och historiska data för forsknings-, utbildnings- och<br />
arkivändamål samt att göra dessa data <strong>till</strong>gängliga för forskare. Databasen<br />
ska även verka för vetenskapligt samarbete inom de fält där datamaterialet<br />
används, samt där så är lämpligt, medverka <strong>till</strong> metodutveckling (UHÄ_FS<br />
1990:8, 2§). DDB bygger upp, underhåller och <strong>till</strong>gängliggör flera infrastrukturer<br />
för forskning, främst databasen Popum med individbiografier från<br />
1700- och 1800-talen för fyra större regioner. Den är den största i sitt slag i<br />
Europa och en av de största i världen. Idag finns 74 församlingar inregistrerade<br />
varav 63 är helt klara för forskning och databasen utökas kontinuerligt<br />
med nya församlingar. Biografierna skapas genom länkning av samtliga individnoteringar<br />
i alla kyrkböcker enligt metoder utvecklade av DDB.<br />
Global Biodiversity Information Facility, GBIF<br />
ESFRI:s ”list of opportunities” inkluderar en europeisk infrastruktur för<br />
forskning kring och bevarande av biodiversitet. Nära kopplat <strong>till</strong> detta förslag<br />
är Global Biodiversity Information Facility (GBIF). Sverige deltar<br />
genom GBIF Swe som finansieras av Vetenskapsrådet 2001-2006, med mål-<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 107
del ii – OMrådesöversikter<br />
sättning att ”Store and manage data on biological species, namely data on the<br />
geographical distribution, migrations and ecology of species, on available specimens<br />
in public collections and on valid taxon names and phylogenetic relationships.”<br />
Databaser för klimat och miljöforskning.<br />
Data som används inom klimatforskning och annan miljörelaterad forskning<br />
samlas in av flera myndigheter och forskargrupper. De insamlade uppgifterna<br />
hanteras mycket olika och eftersom det inte finns någon standard<br />
för dokumentation och lagring är uppgifterna från olika insamlings<strong>till</strong>fällen<br />
sällan jämförbara. Data samlas in för skilda ändamål som <strong>till</strong> exempel miljöövervakning<br />
och för forskning, men de olika användarnas behov av data sammanfaller<br />
ofta. Att inte samordna insamling och lagring är ett resursslöseri<br />
som drabbar alla inblandade parter. KFI rekommenderar en utredning av hur<br />
samordning kan ske så att data som är värdefulla för forskningen inte går <strong>till</strong><br />
spillo och att data blir öppet <strong>till</strong>gängliga för forskare på ett enkelt sätt.<br />
Svenska Tvillingregistret, STR<br />
Svenska Tvillingregistret (STR) omfattar cirka 85 000 tvillingpar, både<br />
enäggs- och tvåäggstvillingar. Databasen innehåller enkät- och intervjusvar<br />
från tvillingar som deltagit i olika undersökningar sedan 60-talet. DNA<br />
finns insamlat och lagrat från omkring 15 000 av tvillingarna och man<br />
planerar att inom kort också samla in DNA från de återstående. STR är länkat<br />
<strong>till</strong> cancerregistret, slutenvårdsregistret, dödsorsaksregistret och medicinska<br />
födelseregistret. STR ingår i det europeiska infrastrukturprojektet<br />
GenomEUtwin.<br />
Humanistlaboratorier, HumLab<br />
Humanistlaboratorier kommer med all sannolikhet att spela en betydande roll<br />
i utvecklingen av humanistisk forskning framöver. Datorbaserad bearbetning<br />
av material, som digitalisering, uppmärkning, analys, statistisk bearbetning,<br />
etc, blir allt mer väsentlig. Eftersom forskare inom humaniora ofta saknar<br />
bakgrundskunskaper i databehandling av forskningsmaterial, kommer de resurser<br />
som finns på humanistlaboratorierna i form av utrustning och teknisk<br />
personal att bidra <strong>till</strong> utveckling inom flera befintliga forskningsområden<br />
och <strong>till</strong> framväxt av nya, inte minst i flervetenskapliga sammanhang. Genom<br />
<strong>till</strong>handahållandet av tekniskt stöd och utrustning som utnyttjas av forskare<br />
från olika ämnen, skapas förutsättningar för synergieffekter genom att<br />
olika forskargrupper har möjlighet att undersöka en och samma företeelse<br />
från olika perspektiv i ett gemensamt laboratorium. I det perspektivet blir de<br />
en form av core-facilities inom humaniora och samhällsvetenskap.<br />
108 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
Det senaste decenniet har inneburit ett genombrott för mät- och analysmetoder<br />
vad gäller språkligt och kommunikativt beteende. Inom Humanistlaboratoriet<br />
vid nya Språk- och litteraturcentrum i Lund håller en ny<br />
sammansatt laboratoriemiljö på att växa fram, som ger unika möjligheter<br />
att kombinera humanistiska och naturvetenskapliga sätt att utforska<br />
och förstå människan och hennes språk, kommunikation och tänkande.<br />
Humanistlaboratoriet vid Umeå universitet är en utvecklings- och<br />
forskningsplattform som utgår från informationsteknik som studieobjekt,<br />
verktyg, medium och kulturellt laboratorium. Här <strong>till</strong>handahålls teknisk<br />
utrustning samt användarstöd för humanistisk och samhällsvetenskaplig<br />
forskning inom områden som geografiska informationssystem (GIS),<br />
datamining, visualisering, virtuella världar och konceptuella gränssnitt<br />
<strong>till</strong> rika datamängder, kollaborativ konst i digitala miljöer, analys av datorspel,<br />
nätverksanalys (<strong>till</strong> exempel av intellektuella nätverk) och kroppslighet<br />
i virtuella världar.<br />
Ytterligare ett exempel på existerande digitala miljöer inom humaniora är<br />
Litteraturbanken. Denna är en resurs för digitalisering och analys av viktigare<br />
skönlitterära texter. Verksamheten bedrevs först som ett pilotprojekt<br />
finansierat av Riksbankens Jubileumsfond och finansieras sedan årsskiftet<br />
långsiktigt av Svenska Akademien. Mycket av det praktiska arbetet bedrivs<br />
av Kungliga Biblioteket och Språkbanken i Göteborg.<br />
Språkteknologiska resurser<br />
Svensk språkteknologi är välutvecklad och har hög status internationellt.<br />
Språkteknologi utgör en nyckelteknologi inte bara för forskning primärt<br />
inriktad på språk och kommunikation utan också för alla andra forskningsområden<br />
där informationsåtkomst är viktig, det gäller <strong>till</strong> exempel<br />
för textsökning. Här finns en stark strävan <strong>till</strong> nationell samverkan i syfte<br />
att skapa de nödvändiga infrastrukturella redskapen för internationell<br />
framgångsrik forskning. Denna samverkan manifesteras bland annat i<br />
en nationell forskarskola i språkteknologi, Graduate School of Language<br />
Technology (GSLT). Ytterligare ett uttryck för denna strävan <strong>till</strong> samordning<br />
är den gemensamma portal, www.spraakteknologi.se, som dokumenterar<br />
de nuvarande resurserna inom området som stora digitala tal- och<br />
textdatabaser, lexikala data med mera. De samverkande parterna är bland<br />
annat GSLT, Svenska Språknämnden, Centrum för Talteknologi vid Kungliga<br />
tekniska högskolan samt Språkdata i Göteborg med Språkbanken, en<br />
resurs som <strong>till</strong>handahåller korpora med olika typer av talspråk och skrivspråk,<br />
maskinläsbara lexikon, frekvensordböcker, terminologidatabaser<br />
och konkordanser.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 109
del ii – OMrådesöversikter<br />
Andra databaser<br />
Forskare inom samhällsvetenskap utnyttjar mikrodata från survey-undersökningar<br />
och register i hög utsträckning. Det finns ett antal svenska longitudinella<br />
databaser av högt internationellt anseende, exempel på sådana<br />
är Levnadsnivåundersökningen (LNU), IDA (Individuell utveckling och<br />
adaption), LINDA och Betula, samt internationellt jämförande studier där<br />
Sverige ingår som <strong>till</strong> exempel ESS (se ovan), och ISSP (International Social<br />
Survey Program). Dessa datamaterial är föremål för en omfattande och<br />
konkurrenskraftig forskning bland framför allt ekonomer, sociologer,<br />
psykologer och demografer.<br />
Inom det utbildningsvetenskapliga området finns en omfattande databas,<br />
GOLD (Gothenburg Longitudinal Database), som är en sammanslagning<br />
av de urvalsbaserade kohortsekventiella databaserna i UGU (Utvärdering<br />
Genom Uppföljning; tidigare Individualstatistikprojektet) och registerbaserade<br />
populationsdatabaser utvecklade inom det så kallade VALUTAprojektet.<br />
några slutsatser som kfi dragit är bland annat följande:<br />
• Standarder behövs för centrala begrepp och variabelnamn, standarder för<br />
dataformat, dokumentation, kvalitet, flexibilitet samt kodsystem för att<br />
underlätta jämförelser i tid och rum. Dokumentationen av databaserna<br />
bör omfatta innehåll, organisation och kvalitet, hur ursprungskällan representeras<br />
i databasen, hur databasen upparbetats, etc. Här kan nämnas<br />
det internationella samarbetet The Data Documentation Initiative (DDI),<br />
som är ”an effort to establish an international XML-based standard for<br />
the content, presentation, transport and preservation of documentation<br />
for datasets in the social and behavioral sciences”. I sin strategiska plan<br />
understryker DDI vikten av att: ”establish a sustainable semantic data<br />
model, which should ensure that the meaning of the data are conveyed,<br />
fully and accurately, from the data producer to the user”. Bland andra<br />
större initiativ märks The Dublin Core Metadata Initiative (DCMI) som<br />
är en ”organization dedicated to promoting the widespread adoption of<br />
interoperable metadata standards and developing specialized metadata<br />
vocabularies for describing resources that enable more intelligent information<br />
discovery systems” och standarden MARC 21 som främst är en<br />
bibliografisk standard.<br />
• Ett viktigt framtidsmål är ”open access” <strong>till</strong> data av högsta vetenskapliga<br />
kvalitet, såväl nationellt som internationellt. I dag är en mycket liten<br />
del av forskningsresurserna i form av databaser fritt <strong>till</strong>gängliga online.<br />
Användningen av standarder för dokumentation är snarare undantag än<br />
110 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
regel. Detsamma gäller relevanta metadata och dessas integration med<br />
data. Vetenskapsrådet bör verka för större <strong>till</strong>gänglighet <strong>till</strong> forskningsdata,<br />
trots att legala och/eller kommersiella faktorer utgör stora hinder<br />
för ”open access” i många länder och kulturer.<br />
• Ett samarbete mellan SNIC och DISC är angeläget ifråga om utveckling<br />
av mjukvara (middleware) för distribuerade databaser. Möjligheten att<br />
utnyttja gridteknologi bör utredas och hög prioritet ges åt lösningar som<br />
<strong>till</strong>åter smidig växelverkan med internationella databasprojekt inom ett<br />
brett spektrum av forskningsområden. Sverige har möjlighet att ta en<br />
ledande roll i detta utvecklingsarbete<br />
• Synergier förväntas mellan uppbyggnaden av forskningsinfrastruktur<br />
inom ramen för DISC och den nya forskningssatsningen the Swedish<br />
Initiative for Microdata research in the Social sciences And Medicine,<br />
SIMSAM, som Vetenskapsrådet lyser ut hösten 2006, med fokus på samhälle,<br />
ekonomi och hälsa.<br />
• Finansieringen av uppbyggnad och underhåll av databaser som forskningsinfrastruktur<br />
inom olika områden bör kartläggas och principer<br />
utarbetas för fördelning av kostnader mellan bland annat staten, myndigheter,<br />
landsting och olika forskningsfinansiärer.<br />
rekommendationer<br />
tidsskalor<br />
E-science i Sverige genomgår för närvarande en viktig strategisk fas. Under<br />
2005 genomfördes en utvärdering av SNIC, och en utvärdering av SUNET<br />
genomförs under 2006. DISC inleder sin verksamhet och organiserar sig<br />
under våren 2006.<br />
För SUNET och SNIC finns framtidsdokument med angivna tidsskalor<br />
för utveckling av verksamheten. DISC förväntas under 2006 ta fram en<br />
detaljerad framtidsvision för den kommande femårsperioden. Vetenskapsrådets<br />
uppföljning av verksamheten vid SUNET, SNIC och DISC bör ske<br />
årligen. En utvärdering av NDGF planeras <strong>till</strong> hösten 2007, en utvärdering<br />
av SNIC <strong>till</strong> 2008 och av SUNET och DISC <strong>till</strong> år 2009.<br />
sammanfattande rekommendationer för e-science<br />
• Att SUNET <strong>till</strong>förs finansiering som garanterar kontinuerlig kvalitet,<br />
funktionalitet och hög <strong>till</strong>gänglighet. Att SUNET fortsätter att utveckla<br />
engagemanget i NORDUnet och Géant och kontaktytan <strong>till</strong> datanät i övriga<br />
delar av världen. Att ny utvärdering av högskolenätet görs 2009.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 111
del ii – OMrådesöversikter<br />
• Att forskarna i sina ansökningar <strong>till</strong> Vetenskapsrådet och andra forskningsfinansiärer<br />
inkluderar kostnader för resurser som SUNET respektive<br />
SNIC (och senare även DISC) förväntas <strong>till</strong>handahålla men som inte<br />
SUNET/SNIC redan <strong>till</strong>delats medel för, exempelvis särskilda våglängder<br />
eller extra lagringsutrymme för enskilda projekt.<br />
• Att SNIC <strong>till</strong>förs finansiering som garanterar att dess position som central<br />
infrastruktur för storskaliga beräkningar upprätthålls och utvecklas. Att<br />
forskarskolan i vetenskapliga beräkningar, National Graduate School in<br />
Scientific Computing (NGSSC), ges ett vederhäftigt innehåll och långsiktigt<br />
stöd. Att SNIC utreder möjligheterna och formerna för samarbete<br />
kring en gemensam europeisk stordatorresurs. Att en utvärdering av Sveriges<br />
storskaliga beräkningsresurser och SNIC genomförs 2008.<br />
• Att SNIC i samverkan med DISC stödjer mjukvaruutveckling för distribuerade<br />
databaser. Sverige har möjlighet att på det här området skapa sig<br />
en tätposition i Europa.<br />
• Att DISC i sin nuvarande form i första hand fokuserar på infrastruktur<br />
för individbaserade forskningsdatabaser (mikrodata) inom samhällsvetenskap<br />
och medicin. Samtidigt inleder DISC en utredning om vilka<br />
forskningsdatabaser inom humaniora som det är angeläget att digitalisera.<br />
Att en utvärdering av DISC:s verksamhet görs senast 2009.<br />
• Att Svensk Nationell Datatjänst, SND, utvecklas <strong>till</strong> ett nationellt organ<br />
med uppgift att bevara och sprida information om kvantitativa och kvalitativa<br />
studier och datakällor inom samhällsvetenskap, medicin (speciellt<br />
epidemiologi) och humaniora, med målsättning att fungera som en<br />
nationell resurs för informationsförmedling, rådgivning och kompetensutveckling<br />
och som nod för Sveriges internationella samarbeten.<br />
• Att DISC och SND övervakar och aktivt deltar i planering och implementering<br />
av EROHS.<br />
• Att KFI utreder möjligheterna att skapa en nationell organisation för bioinformatikområdet,<br />
eventuellt med SNIC:s organisation som modell.<br />
• Att en organisation utvecklas kring DISC för att <strong>till</strong>godose behovet av<br />
databasinfrastruktur inom bland annat inom miljö och klimatområdet.<br />
Man kan ha nytta av generiska delar av utvecklingsarbetet inom DISC,<br />
samtidigt som standarder, dokumentation, metadata och frågor kring <strong>till</strong>gänglighet<br />
är ämnesspecifika. En organisations- och arbetsstruktur bör<br />
skapas för utveckling och samarbete mellan olika forskningsområden<br />
ifråga om uppbyggnaden av digitala forskningsdatabaser som infrastruktur.<br />
• Att ett tydligare gränssnitt skapas mellan olika typer av infrastrukturer,<br />
som core-faciliteter som genererar data, själva datahanteringen och center<br />
för kompetensutveckling. Ett tydligare gränssnitt underlättar forskarnas<br />
112 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
del ii – OMrådesöversikter<br />
medverkan i uppbyggnaden av infrastrukturerna och beredningsprocessen<br />
inom Vetenskapsrådet.<br />
• Att Vetenskapsrådet <strong>till</strong>sammans med sjukvårdens huvudmän stödjer<br />
nationell samordning av forskningsbiobanker och patientdatabaser samt<br />
uppbyggnaden av populationsbaserade kohorter och kontrollpopulationer.<br />
• Att KFI utreder ramarna kring digitalisering av delar av det svenska kultur-<br />
arvet.<br />
• Att DISC identifierar mogna forskningsdatabaser som infrastruktur och<br />
stödjer deras utveckling och användning.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 113
Bilaga 1<br />
ledaMöter i kfi OCH kfi:s<br />
Beredningsgrupper 2005–2006<br />
kommittén för forskningens infrastrukturer<br />
Ordförande: Madelene sandström, Generaldirektör Totalförsvarets forskningsinstitut,<br />
FOI<br />
anders Brändström, professor, föreståndare för Demografiska databasen, Umeå<br />
universitet<br />
Claes fransson, professor i astrofysik, Stockholms universitet<br />
Hans-åke gustafsson, professor i högenergetisk tungjonsfysik, Lunds universitet<br />
erik Hagersten, professor i datorarkitektur, Uppsala universitet<br />
susanne Holmgren, professor i zoofysiologi, Göteborgs universitet<br />
Merle Horne, docent i lingvistik, Lunds universitet<br />
ulf karlsson, professor i materialfysik, Kungliga tekniska högskolan<br />
karl-eric Magnusson, professor i medicinsk membranbiofysik, Linköpings universitet<br />
karin Markides, professor, vice generaldirektör, VINNOVA<br />
Hans-örjan nohrstedt, docent, programchef, Formas<br />
Juni palmgren, professor i biostatistik, Karolinska Institutet och Stockholms<br />
universitet<br />
rune åberg, professor, huvudsekreterare, FAS<br />
Beredningsgrupp 1 – infrastruktur för astronomi och subatomär<br />
forskning<br />
Hans-åke gustafsson, Lunds universitet, ordförande<br />
Claes fransson, Stockholms universitet, vice ordförande<br />
paula eerola, Lunds universitet<br />
lars Bergström, Stockholms universitet<br />
Bengt gustafsson, Uppsala universitet<br />
tord Johansson, Uppsala universitet<br />
elisabeth rachlew, Kungliga tekniska högskolan<br />
11 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 1 ledaMöter i kfi OCH kfi:s Beredningsgrupper 2005–2006<br />
Beredningsgrupp 2 – infrastruktur för molekyl-, cell- och<br />
materialforskning<br />
ulf karlsson, Kungliga tekniska högskolan, ordförande<br />
karl-eric Magnusson, Linköpings universitet, vice ordförande<br />
inger andersson, Sveriges lantbruksuniversitet<br />
anne Borg, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, Trondheim<br />
lena falk, Chalmers<br />
tommy nilsson, Göteborgs universitet<br />
ulf Olsson, Lunds universitet<br />
Beredningsgrupp 3 – infrastruktur för forskning om jorden och dess<br />
närmaste omgivning<br />
karin Markides, VINNOVA, ordförande<br />
susanne Holmgren, Göteborgs universitet, vice ordförande<br />
leif anderson, Göteborgs universitet<br />
eve arnold, Stockholms universitet<br />
Christopher Juhlin, Uppsala universitet<br />
anders karlqvist, Polarforskningssekretariatet<br />
donal Murtagh, Chalmers<br />
victoria pease, Stockholms universitet<br />
ian snowball, Lunds universitet<br />
Beredningsgrupp – infrastruktur för e-science<br />
Juni palmgren, Karolinska institutet/Stockholms universitet, ordförande<br />
erik Hagersten, Uppsala universitet, vice ordförande<br />
anders Brändström, Umeå universitet<br />
erik elmroth, Umeå universitet<br />
kersti Hermansson, Uppsala universitet<br />
ulf körner, Lunds universitet<br />
Bengt persson, Linköpings universitet<br />
elisabeth thomson, Stockholms universitet<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 115
Bilaga 2<br />
arBetet Med <strong>guide</strong>n, BedöMningskriterier,<br />
fraMtida uppdatering<br />
Första steget i arbetet med infrastruktur<strong>guide</strong>n var en inventering av befintlig<br />
och planerad infrastruktur samt behov av nya satsningar. Utöver inventeringen<br />
har KFI:s fyra beredningsgrupper gjort områdesöversikter inom sina<br />
respektive områden där det också ingår en behovsanalys och en bedömning<br />
av vad som tekniskt-vetenskapligt kan förverkligas. Slutligen har beredningsgrupperna<br />
gett övergripande rekommendationer inom respektive<br />
område. Dessa gäller framförallt infrastrukturprojekt eller områden med<br />
mycket stor potentiell betydelse för framtida forskning eller forskningsområden.<br />
För de senare har rekommendationerna oftast gällt en djupare utredning<br />
av såväl möjligheter, <strong>till</strong>vägagångssätt som behov eller förslag om olika<br />
typer av samordning av resurser.<br />
Som ett led i arbetet med infrastruktur<strong>guide</strong>n har KFI bland annat arrangerat<br />
hearings om svenskt deltagande i röntgenfrielektronlasern XFEL<br />
i Hamburg, kärnfysikanläggningen FAIR i Darmstadt, framtidsseminarier<br />
om European Spallation Source som föreslås byggas i Lund, samt om gridteknologins<br />
utveckling och användning. Olika instanser har bidragit med<br />
underlag i form av vetenskaplig information samt tekniska och ekonomiska<br />
råd; KFI har även tagit del av ett flertal utvärderingar och utredningar. Ett<br />
utkast av infrastruktur<strong>guide</strong>n har gått på remiss <strong>till</strong> Vetenskapsrådets<br />
ämnesråd för synpunkter.<br />
Universitetsledningarnas synpunkter har inhämtats vid besök vid de större<br />
universiteten och högskolorna: Chalmers tekniska högskola, Göteborgs<br />
universitet, Karolinska Institutet, Kungliga tekniska högskolan, Linköpings<br />
universitet, Lunds universitet, Stockholms universitet, Sveriges lantbruksuniversitet,<br />
Umeå universitet och Uppsala universitet. Fler <strong>till</strong>fällen att inhämta<br />
synpunkter från universitetet och högskolor planeras under andra<br />
halvåret 2006.<br />
I början av maj 2006 presenterades ett utkast av infrastruktur<strong>guide</strong>n vid<br />
ett möte i Stockholm. Samtidigt öppnade ett diskussionsforum på Vetenskapsrådets<br />
webbplats där alla intresserade kunde lämna synpunkter under<br />
tio dagar. KFI har tagit del av alla synpunkter; vissa av dem har kunnat arbetas<br />
in i denna version av dokumentet, andra behöver utredas eller diskuteras<br />
ytterligare.<br />
116 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 2 arBetet Med <strong>guide</strong>n, BedöMningskriterier, fraMtida uppdatering<br />
KFI har sedan utifrån beredningsgruppernas översikter och synpunkter<br />
från forskarsamhället gjort en sammanvägd bedömning av svenska forskares<br />
långsiktiga behov av forskningsinfrastrukturer. Det vetenskapliga intresset<br />
för infrastrukturer för forskning av högsta kvalitet inom Vetenskapsrådets<br />
alla ämnesområden har legat <strong>till</strong> grund för den sammanvägda bedömningen.<br />
Specifika bedömningar har gjorts kring angelägenheten av existerande och<br />
planerade infrastrukturer som nått <strong>till</strong>räcklig mognad i planeringen och har<br />
en väl utvecklad vetenskaplig motivering och plan för utformning, medan<br />
det för vissa områden eller problemställningar krävs vidare utredningar. Läs<br />
mer under Rekommendationer i kapitel fyra.<br />
Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> för <strong>infrastrukturen</strong> har ett perspektiv på omkring<br />
10-20 år och kommer att revideras årligen. Nästa reviderade version är planerad<br />
<strong>till</strong> sommaren 2007. Slutsatserna i den kommer att användas i Vetenskapsrådets<br />
underlag för nästa forskningsproposition.<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 117
Bilaga 3<br />
akrOnyMer<br />
akronym uttydning/förklaring<br />
2d Tvådimensionell<br />
3d Tredimensionell<br />
-gls 4th Generation Light Source, Daresbury, Storbritannien<br />
agata The Advanced GAmma-Tracking Array vid GSI<br />
alBa A new synchrotron located in Cerdanyola del Vallès, Spanien<br />
aliCe Detektor vid LHC-acceleratorn, CERN<br />
alMa Atacama Large Millimeter Array<br />
aManda Antarctic Muon And Neutrino Detector Array<br />
anka The synchrotron light source of the Forschungszentrum<br />
Karlsruhe<br />
apeX Atacama Pathfinder EXperiment<br />
aps Advanced Photon Source, Argonne National Laboratory, USA<br />
arrayexpress A new public repository for microarray based gene<br />
expression data, Storbritannien<br />
asdeX-u Tokamak vid Max Planck Institut für Plasmaforschung,<br />
Tyskland<br />
atlas Detektor vid LHC-acceleratorn, CERN<br />
Bessy Synkrotronljusanläggning i Berlin, Tyskland<br />
Betulaprojektet En longitudinell studie av åldrande, minne och demens i Umeå<br />
BMBf Bundesministerium für Bildung und Forschung, Tyskland<br />
Cars Coherent Anti-Stokes Raman Scattering,<br />
CClrC Council for the Central Laboratory of the Research<br />
Councils, Storbritannien<br />
Cdr Conceptual Design Report<br />
Celsius Acceleratorring vid TSL, Uppsala<br />
Cern European Organization for Nuclear Research/European<br />
Laboratory for Particle Physics, Schweiz<br />
Cessda Council of European Social Science Data Archives<br />
Cfel Center for Free Electron Laser Studies vid DESY, Tyskland<br />
CliC Compact Linear Collider, CERN<br />
Cngs CERN Neutrinos to Gran Sasso<br />
CnO Common Northern Observatory<br />
COst European Cooperation in the field of Scientific and<br />
Technical Research<br />
118 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
COsy Lagringsring vid Forschungszentrum Jülich, Tyskland<br />
Cryring The CRYRING facility in Stockholm consists of a small<br />
acceleration and storage ring with electron cooling,<br />
a preaccelerator and two injectors.<br />
Ctf3 CLIC Test Facility 3, CERN<br />
d0 Partikelfysik experiment vid Fermilab, USA<br />
dante Delivery of Advanced Network Technology to Europe<br />
ddB Demografiska databasen, Umeå<br />
ddi Data Documentation Initiative<br />
ddt Dichloro-Diphenyl-Trichloroethane<br />
deMO/prOtO Efterföljare <strong>till</strong> ITER inom fusion<br />
dendrolab Dendrokronologiska laboratoriet vid Stockholms Universitet<br />
(Daterar prov med hjälp av trädrester)<br />
despeC Detektorsystem vid FAIR<br />
desy Deutsches Elektronen-Synchrotron, Tyskland<br />
diamond Synkrotronljusanläggning i South Oxfordshire, England<br />
disC Database InfraStructure Committee, Vetenskapsrådet<br />
dna Deoxiribonukleinsyra<br />
dOe Department of Energy, USA<br />
doris ii Synkrotroljuskälla vid HASYLAB i Hamburg, Tyskland<br />
eBi European Bioinformatics Institute, Hinxton, Storbritannien<br />
eCOrd European Consortium for Ocean Research Drilling<br />
efda European Fusion Development Agreement<br />
eisCat European Incoherent Scatter Facility<br />
ele European Legal Entity, stab för koordinering av EU:s<br />
insatser inom ITER<br />
elt Extremely Large Telescope<br />
eMBl European Molecular Biology Laboratory<br />
eMBO European Molecular Biology Organization<br />
eMMa European Mouse Mutant Archive<br />
enseMBl A joint project between EMBL – EBI and the Sanger<br />
Institute, Storbritannien<br />
erOHs European Research Observatory for Humanities and<br />
Social Sciences<br />
esa European Space Agency<br />
esfri European Strategy Forum on Research Infrastructures<br />
esf European Science Foundation<br />
esO European Southern Observatory<br />
esrange European Space and Sounding Rocket Range, Kiruna<br />
esrf European Synchrotron Radiation Facility, Frankrike<br />
ess European Spallation Source<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 119
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
ess European Social Survey<br />
ess-s ESS-Scandinavia, konsortium som vill få spallationskällan<br />
ESS <strong>till</strong> Sverige<br />
eu Europeiska unionen<br />
euratOM European Atomic Energy Community<br />
eurisOl European Isotope Separation On-Line Radioactive Ion<br />
Beam Facility<br />
euro50 Föreslaget optiskt 50 metersteleskop, Lund<br />
euroarray A multi-disciplinary, pan-European initiative to explore<br />
the 3-dimensional structure and evolution of the<br />
European continent<br />
eurOBall A European collaboration to build a gamma-ray<br />
spectrometer for nuclear spectroscopy<br />
eXafs Extended X-ray Absorption Fine Structure<br />
eXOgaM A powerfull gamma spectrometer at the Grand Accélérateur<br />
National d’Ions Lourds (GANIL)<br />
fair Facility for Antiproton and Ion Research, Tyskland<br />
fas Forskningsrådet för arbetsliv och socialvetenskap<br />
fel Free-Electron Laser<br />
feMtO A femtosecond hard x-ray source at the SLS, Schweiz<br />
ferMi FERMI is a Single Pass FEL User Facility, Elettra, Italien<br />
fOi Totalförsvarets forskningsinstitut<br />
formas Forskningsrådet för miljö, areella näringar och samhällsbyggande<br />
frM ii Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz,<br />
München, Tyskland<br />
ganil Grand Accélérateur National d’Ions Lourds, Frankrike<br />
gBif Global Biodiversity Information Facility<br />
gC Gas Chromatography<br />
gÉant The GÉANT project is a collaboration between 26 National<br />
Research and Education Networks (NRENs) across Europe,<br />
the European Commission, and DANTE.<br />
geOss GlobalEarth Observation System of Systems<br />
gev Gigaelektronvolt (1 000 000 000 eV)<br />
gigasunet SUNET:s nuvarande nät<br />
gis Geografiska informationssystem<br />
glast Gamma Ray Large Area Space Telescope<br />
gMes Global Monitoring for Environment and Security<br />
gOld Gothenburg Longitudinal Database<br />
gps Global Positioning System<br />
grid Grid is a type of parallel and distributed system that enables<br />
120 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
the sharing, selection, and aggregation of geographically<br />
distributed ”autonomous” resources dynamically at<br />
runtime depending on their availability, capability,<br />
performance, cost, and users’ quality-of-service requirements.<br />
gsi Gesellschaft für Schwerionenforschung GmbH, Darmstadt,<br />
Tyskland<br />
gu Göteborgs universitet<br />
HasylaB Hamburg Synchrotron Radiation Laboratory vid DESY,<br />
Tyskland<br />
HeaC High Energy Astrophysics and Cosmology, AlbaNova<br />
Hera Accelerator vid DESY<br />
Herschel Rymdteleskop drivet av ESA<br />
HispeC Detektorsystem vid FAIR<br />
Hiv Humant immunbristvirus<br />
HpC High Performance Computing<br />
HpC2n High Performance Computing Center North, Umeå<br />
Hpd Högpresterande datorer<br />
Http Hypertext Transfer Protocol<br />
Humlab Humanistlaboratorier<br />
iaea International Atomic Energy Agency<br />
iCdp International Continental Scientific Drilling Program<br />
iceCube IceCube is a one-cubic-kilometer international high-energy<br />
neutrino observatory being built and installed in the clear<br />
deep ice below the South Pole Station<br />
ida Individuell utveckling och adaption<br />
ietf Internet Engineering and Technical Forum<br />
ifMif International Fusion Materials Irradiation Facility<br />
ilC International Linear Collider<br />
ill Institut Laue-Langevin, neutronkälla i Grenoble, Frankrike<br />
infn National Institute of Nuclear Physics, Italien<br />
iOdp Integrated Ocean Drilling Program<br />
ip Internet Protocoll<br />
ipy International Polar Year<br />
isf Institutet för solfysik, KVA<br />
isi Institute for Scientific Information<br />
isis Neutronkälla vid CCLRC Rutherford Appleton Laboratory,<br />
Storbritannien<br />
isOlde On-Line Isotope Mass Separator vid CERN<br />
issp International Social Survey Program<br />
iter International Tokamak Experimental Reactor<br />
JdeM Joint Dark Energy Mission<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 121
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
Jet Joint European Torus, Storbritannien<br />
JWst James Webb Space Telescope<br />
kaW Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse<br />
kfi Kommittén för forskningens infrastrukturer, Vetenskapsrådet<br />
ki Karolinska institutet<br />
kM3net KM3NeT is a future deep-sea research infrastructure<br />
hosting a neutrino telescope with a volume of at least one<br />
cubic kilometre to be constructed in the Mediterranean Sea.<br />
ktH Kungliga Tekniska högskolan<br />
kva Kungl. Vetenskapsakademien<br />
lCls Linac Coherent Light Source vid SLAC, USA<br />
lC-mass spec Liquid Chromatography (LC) and LC/Mass Spectrometry<br />
lHC Large Hadron Collider, CERN<br />
linda Longitudinell individdatabas<br />
lisa Laser Interferometry Space Antenna<br />
liu Linköpings universitet<br />
llB Laboratoire Léon Brillouin, Gif-sur-Yvette, Frankrike<br />
lMv Lantmäteriverket<br />
lnl Legnaro National Laboratories, Italien<br />
lnu Levnadsnivåundersökningen<br />
lOfar Low Frequency Array, Nederländerna och Tyskland<br />
lu Lunds universitet<br />
lunarC A center for scientific and technical computing for research<br />
in the southern region of Sweden, Lund<br />
Mast Mega-Ampere Spherical Tokamak, Storbritannien<br />
MaX-lab Synkrotronljusanläggning i Lund<br />
MC2 MEMS structures and for nanotechnology at the Department<br />
of Microtechnology and Nanoscience, Chalmers<br />
MeMs Micro-Electro-Mechanical Systems<br />
Myfab Nätverk för mikrofabrikationslaboratorier i Sverige<br />
Mou Memorandum of Understanding<br />
Mri Magnetic Resonance Imaging.<br />
Mrs Magnetic Resonance Spectroscopy<br />
nasa National Aeronautics and Space Administration, USA<br />
nCBi National Center for Biotechnology Information, USA<br />
ndgf Nordic Data Grid Facility<br />
ndsC Network for the Detection of Stratospheric Change<br />
ngssC National Graduate School in Scientific Computing<br />
niH National Institutes of Health, USA<br />
nist National Institute of Standards and Technology, USA<br />
nMr Nuclear Magnetic Resonance, kärnmagnetisk resonans<br />
122 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
nordsync Nordiskt konsortium för deltagande i ESRF<br />
nOrdunet The Nordic Internet highway to research and education<br />
networks in Denmark, Finland, Iceland, Norway and Sweden<br />
nOt Nordic Optical Telescope, La Palma, Spanien<br />
nren National Research and Education Networks<br />
nsC Nationellt superdatorcentum i Linköping<br />
nsf National Science Foundation, USA<br />
nustar Kollaboration vid FAIR<br />
Odin A Swedish Submillimetre Wave Satellite for Astronomy<br />
and Aeronomy<br />
Optosunet Nästa generation av SUNET<br />
OsO Onsala Space Observatory<br />
OWl OverWhelmingly Large Telescope<br />
paMela Payload for Antimatter-Matter Exploration and Lightnuclei<br />
Astrophysics<br />
panda Kollaboration vid FAIR<br />
pdC Center for Parallel Computers, KTH<br />
petra iii A new high-brilliance synchrotron radiation source at<br />
DESY, Tyskland<br />
pHeniX Partikelfysikexperiment vid Brookhaven, USA<br />
pitaC US President’s Information Technology Advisory Committee<br />
planck Satellite designed to image the anisotropies of the Cosmic<br />
Background Radiation Field over the whole sky, with<br />
unprecedented sensitivity and angular resolution<br />
pogO Polarized Gamma-ray Observer<br />
prins Pan-European Research Infrastructure for Nano-Structures,<br />
EU-nätverk<br />
psi Paul Scherrer Institut, Villingen, Schweiz<br />
QCd Kvantkromodynamik<br />
r&d Research and Development<br />
rBs Rutherford Back Scattering<br />
reX-isOlde Radioactive Beam EXperiment at ISOLDE, CERN<br />
rfX Reverserade pinchen i Padua, Italien (fusionsexperiment)<br />
riCH Ring Imaging Cherenkov detector vid Brookhaven, USA<br />
rising Rare Isotope Spectrocopic INvestigations at GSI, Tyskland<br />
rna Ribonukleinsyra<br />
rt-pCr Reverse Transcription-Polymerase Chain Reaction<br />
sars Severe Acute Respiratory Syndrome<br />
sase Self Amplified Spontaneous Emission<br />
sCB Statistiska centralbyrån<br />
sdss Sloan Digital Sky Survey<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 123
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
sgi Statens geotekniska institut<br />
sgu Sveriges geologiska undersökning,<br />
sgi-lab SGI – Laboratorium Geoteknik<br />
siMs Secondary Ion Mass Spectrometry<br />
siMsaM Swedish Initiative for research on Microdata in the Social<br />
And Medical sciences<br />
sinQ Swiss Spallation Neutron Source vid PSI, Schweiz<br />
sirna small interfering RNA<br />
ska Square Kilometre Array<br />
slaC Stanford Linear Accelerator Center, USA<br />
sls Swiss Light Source, Schweiz<br />
slu Sveriges lantbruksuniversitet<br />
sMHi Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut<br />
snaC Swedish National Allocation Committee, Vetenskapsrådet<br />
snap SuperNova/Acceleration Probe<br />
snd Svensk Nationell Datatjänst<br />
sniC Swedish National Infrastructure for Computing,<br />
Vetenskapsrådet<br />
snp Single-Nucleotide-Polymorphism<br />
sns Spallation Neutron Source, Oak Ridge, USA<br />
soleil Synkrotronljusanläggning i GIF-sur-YVETTE, Frankrike<br />
sparC Sorgente Pulsata Auto-amplificata di Radiazione Coerente,<br />
vid INFN, Italien<br />
spear Sykrotronljuskälla vid SSLR, USA<br />
spiral Radioactive Ions Production and on-Line Acceleration<br />
System vid GANIL<br />
spring8 Japanese 3rd generation synchrotron radiation facility<br />
sps Super Proton Synchroton, CERN<br />
ssd Svensk Samhällsvetenskaplig Datatjänst<br />
ssf Stiftelsen för Strategisk Forskning<br />
sslr Stanford Synchrotron Radiation Laboratory, USA<br />
strp Short Tandem Repeat Polymorphism<br />
str Svenska tvillingregistret<br />
su Stockholms universitet<br />
sunet Swedish University computer NETwork<br />
swegrid A Swedish national computational resource, consisting of<br />
600 computers in six clusters at six different sites across<br />
Sweden<br />
sWepOs Ett nationellt nät av fasta referensstationer för GPS<br />
t2k Neutrino-oscillationsexperiment som planeras i Japan<br />
12 <strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong>
Bilaga 3 akrOnyMer<br />
terena Trans-European Research and Education Networking<br />
Association<br />
tesla The Superconducting Electron-Positron Linear Collider<br />
vid DESY, Tyskland<br />
tev Teraelektronvolt (1 000 000 000 000 eV)<br />
teXtOr Tokamak i Jülich, Tyskland<br />
tMp Transcriptomics, Proteomics, Metabonomics<br />
tOf-siMs Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry<br />
topoeurope 4D Topography Evolution in Europe<br />
tOre-supra Tokamak i Cadarache, Frankrike<br />
tornado Dator i Linköping för detaljerade klimatstudier<br />
tsl The Svedberg-laboratoriet i Uppsala<br />
ugu Utvärdering genom uppföljning<br />
uHÄ-fs Universites- och högskoleämbetets författningssamling<br />
uk United Kingdom (Storbritannien)<br />
umu Umeå universitet<br />
uniCC Unix Numeric Intensive Calculations at Chalmers<br />
uniprot Universal Protein Resource, USA<br />
uppMaX Uppsala Multidisciplinary Center for Advanced<br />
Computational Science<br />
usC Ultrafast Science Center vid Stanford, USA<br />
usr Ultimate Storage Ring<br />
uu Uppsala universitet<br />
W-7aXstellarator<br />
Fusionsexperiment i Greifswald, Tyskland<br />
valutaprojektet<br />
Databas som inkluderar alla svenskar födda 1972 – 1984,<br />
totalt cirka 1,4 milj människor<br />
Wasa Wide Angle Shower Apparatus vid CELSIUS<br />
vinnOva Verket för innovationssystem<br />
vlBi Very Long Baseline Interferometry<br />
vlt Very Large Telescope, ESO<br />
vlti Very Large Telescope Interferometer, ESO<br />
WMap Wilkinson Microwave Anisotropy Probe<br />
vuv Vacuum-ultraviolet<br />
Xfel X-Ray Free-Electron Laser<br />
XMl Extensible Markup Language<br />
<strong>vetenskapsrådets</strong> <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> 125
En tendens inom många vetenskapsområden är att gemensam forskningsinfrastruktur, från<br />
avancerade laboratorier <strong>till</strong> beräkningsresurser och databaser, får allt större betydelse för<br />
forskares möjligheter att bedriva ledande forskning. Verktygen för forskningen har ofta blivit<br />
så avancerade att samverkan i en region eller <strong>till</strong> och med internationellt har blivit nödvändig.<br />
Vetenskapsrådets <strong>guide</strong> <strong>till</strong> <strong>infrastrukturen</strong> är Sveriges första långsiktiga plan för forsknings-<br />
infrastruktur. Tyngdpunkten ligger på områdesöversikter där existerande och planerad infra-<br />
struktur sätts i sitt sammanhang. I rapporten förs det fram ett antal rekommendationer där<br />
mogna infrastrukturprojekt med stor betydelse för framtida forskning identifieras. Dessutom<br />
nämns ett antal områden där ytterligare utredningar behövs.<br />
Regeringsgatan 56 103 78 Stockholm Tel 08-546 44 000 Fax 08-546 44 180 vetenskapsradet@vr.se www.vr.se<br />
Vetenskapsrådet är en statlig myndighet som utvecklar och finansierar grund-<br />
forskning av högsta kvalitet inom alla vetenskapsområden. Vetenskapsrådet<br />
arbetar med forskningsfinansiering, strategi och analys samt forskningsinformation.<br />
Målet är att Sverige ska vara en ledande forskningsnation.<br />
ISSN 1651-7350<br />
ISBN 91-7307-096-3