Forskningen vid riksmätplatserna på RISE ska möta de behov av kvalitetssäkrad och noggrann mätteknik som samhället har i framtiden. Men det handlar inte bara om att kunna mäta noggrannare. Att göra tekniken tillgänglig för fler är minst lika viktigt.
Martin Zelan har långa perspektiv. I sin egen forskning inom laser- och atomfysik, och i hans roll att samordna och utveckla den forskning som sker vid riksmätplatserna handlar det mycket om att blicka framåt och utveckla den teknik som samhället kommer att ha behov av i framtiden, även om vi inte ser behoven precis just nu.
– Det vi utvecklar inom metrologi och kvalitetssäkrad mätteknik nu ska komma till nytta för samhället om 30, 40 eller kanske 100 år. När lasern utvecklades på 60-talet fanns det få användningsområden, men det har visat sig att tekniken kan användas inom mängder av olika fält. Snabb mobilkommunikation och positionssystem som till exempel GPS hade inte varit möjliga utan den nyfikenhetsdrivna forskning inom atomfysik som ledde fram till ”atomsekunden” som utvecklades under 60-talet, säger Martin Zelan.
När vi blickar bakåt ser vi att behoven av noggrannhet hela tiden ökat, och det finns ingen anledning att tro att det kommer att ändras
Utvecklar noggrannare referenser
För att mäta något med en viss noggrannhet behöver det finnas referenser som är ännu noggrannare som man kan jämföra med. Att utveckla dessa referenser är en stor del av den forskning som sker vid riksmätplatserna och inom den internationella metrologiska forskningen.
– Ett exempel där det forskas mycket är inom avancerade atomklockor, där redan i dag är möjligt att mäta sekunden mycket noggrannare än vad som är möjligt med de atomklockor som används till vardags för att ta fram våra tidsskalor, säger Martin Zelan och fortsätter:
– Samtidigt är det svårt att se ett direkt användningsområde för den noggrannheten. Här behöver vi vara ödmjuka inför att vi inte kan förutspå framtidens behov och möjliga användningsområden. Men när vi blickar bakåt ser vi att behoven av noggrannhet hela tiden ökat, och det finns ingen anledning att tro att det kommer att ändras.
Han påpekar att forskningen vid riksmätplatserna också har stort fokus på tillämpningar.
– Det är jätteviktigt att vara nära industrin och relevanta för de behov som finns där i dag. Vår verksamhet är otroligt viktig för näringsliv, forskning och handel och vi behöver lösa de mättekniska problem som finns här och nu, säger Martin Zelan.
Billigare och enklare
Att mäta bättre och mer noggrant är en viktig del av metrologin. Men att mäta med allra högsta noggrannhet är komplicerat och kräver välutrustade laboratorier med kompetent personal.
– En av de viktigaste frågorna inför framtiden är att göra metrologi och mätteknik mer tillgängligt. Det behöver bli billigare och enklare. Vi behöver ta fram lösningar med hög noggrannhet som går att använda där ute och som skapar förutsättningar att göra svenskt näringsliv ännu mer konkurrenskraftigt. Det är minst lika viktigt som att mäta noggrannare, säger Martin Zelan.
Utvecklingen av SI en förutsättning
En förutsättning för att göra noggrann mätteknik mer tillgänglig är utvecklingen av måttenhetssystemet SI, där alla enheter numera definieras utifrån naturkonstanter och inte utifrån fysiska objekt. Sist ut var bland annat kilogrammet som sedan 2019 inte längre definieras som världskilogrammet i Paris, utan utifrån en ekvation med Plancks konstant. I teorin innebär det att vem som helst med ett bra laboratorium kan "skapa" ett kilogram för att göra jämförelser med allra bästa noggrannhet.
– Tidigare var man tvungen att jämföra mot världskilogrammet på plats i Paris för att nå bästa möjliga noggrannhet, vilket inte är särskilt tillgängligt. Omdefinitionen skapar förutsättningar för bättre och mer tillgänglig mätteknik och jag vet att det finns många initiativ runt om i världen som siktar mot att ta fram lösningar som man direkt kan använda ute på företag och i verksamheter, säger Martin Zelan.
Internationella samarbeten
För ett i internationell jämförelse litet Nationellt Metrologiskt Institut som RISE är internationella samarbeten viktiga för att hänga med i utvecklingen.
– Vi deltar i många EU-projekt med våra europeiska kollegor, vilket är avgörande för att vi ska kunna utvecklas både tekniskt och kompetensmässigt. Även om vi ligger långt fram inom vissa områden kan vi inte konkurrera på bredden med de stora. Men det som är bra med den internationella metrologin är att man alltid delar med sig av sin teknik och sina resultat, så det kommer även oss till del, säger Martin Zelan.
Nationellt Metrologiskt Institut och riksmätplatser
RISE är Nationellt Metrologiskt Institut med uppdrag att upprätthålla metrologisk spårbarhet i Sverige genom så kallade riksmätplatser för de olika fysikaliska storheterna. Genom kedjor av kalibreringar, nationella mätnormaler och internationella jämförelsemätningar säkerställer vi att ett kilogram väger lika mycket och att en meter är lika lång oavsett var i världen vi befinner oss.
