summary_in_swedish.tex

\chapter{Sammanfattning p{\aa} svenska}\noindent

Mänskligheten har alltid haft en fascination för att kunna se oändligt 
små saker. Sedan uppfinningen av mikroskop har människor försökt att hitta sätt att 
titta på mindre och mindre saker. Optisk mikroskopi är otroligt bra men 
upplösningen är i grunden begränsad av våglängden för synligt ljus, vilken är 
runt 400nm för ultraviolett ljus. 

Uppfinningen av röntgenkristallografi i 
början av nittonhundratalet gjorde det möjligt att observera 
strukturer mycket mindre än våglängden för synligt ljus.
Vid kristallografi används vanligtvis ljus med en våglängd runt 1 \AA, 4000 gånger mindre 
än violett ljus. Detta betyder att det är möjligt att observera saker som är 4000 
gånger mindre. 

Tyvärr har röntgenstrålning några nackdelar jämfört med synligt 
ljus, det viktigaste av allt är att dess brytningsindex alltid är mycket 
nära ett vilket innebär att det i praktiken är omöjligt att bygga konventionella 
linser. Därför finns det ingen exakt motsvarighet till optiska 
mikroskop. Istället för att avbilda föremålet direkt är det bästa vi kan göra att 
mäta diffraktionsmönster. Diffraktionsmönstrett skiljer sig helt från objektet självt,
men under vissa förhållanden är det möjligt att 
rekonstruera bilden av objektet från dess diffraktionsmönster, detta kallas för
fasning. Svårigheten med fasningen är att det inte är möjligt att direkt beräkna 
objektet som gav upphov till ett visst diffraktionsmönster. Istället 
måste man beräkna diffraktionsmönster från många objekt tills man hittar ett 
som passar det experimentella diffraktionsmönstret. Detta kan ses som att vi ersätter linsen i det optiska mikroskopet med en dator (se Figur. \ref{Fig:lens_computer}).

% Mankind has always had a fascination with looking at the infinitely
% small. Since the invention of microscope people have been trying to find ways to
% look at smaller and smaller things. Optical microscopy is incredibly useful but
% its resolution is fundamentally limited by the wavelength of visible light, which
% around 400nm for violet light. 

% The invention of X-ray crystallography in
% the beginning of the twentieth century made it possible to observe the
% structures of things much smaller than the wavelength of visible light. X-ray
% typically used in crystallography have a wavelength of 1 \AA, 4000 times smaller
% than violet light. This means it is possible to observe things that are that
% much smaller. 

% Unfortunately X-rays have a few disadvantages compared to visible
% light, the most important of all is that its refraction index is always very
% close to 1 which means that in practise it is impossible to build conventional
% lenses and so we cannot have an exact analogue to the optical
% microscope. Instead of capturing an image of an object the best we can do is
% capture its diffraction pattern. The diffraction pattern is very different from
% the image of the object but under certain circunstances it is possible to
% recover the image of the object from its diffraction pattern, a procedure known
% as phasing. The difficulty in phasing is that it is not possible to determine
% the object that gave rise to a certain diffraction pattern directly. Instead one
% has to calculate the diffraction pattern from many objects until it finds one
% that fits the experimental diffraction pattern. In effect we are replacing the
% lens from the optical microscope by a computer (see Fig. \ref{Fig:lens_computer}).

\begin{figure}[ht]
\centering
  \includegraphics[width=1.0 \columnwidth]{lens_computer_analogy.png}
  \caption{
    Jämförelse av avbildning med en lins och diffraktionsavbildning där linsen
    ersatts med en fasningsalgoritm i en dator.
    % Comparison of microscopy imaging using a lens and diffractive
    % imaging, where the lens is replaced by a phasing algorithm executed by a
    % computer. 
}
  \label{Fig:lens_computer}
\end{figure}

En annan svårighet med att avbilda mycket små strukturer är att de sprider ljuset mycket 
svagt. Inom Röntgenkristallografi löses detta problem genom användandet av kristaller som 
består av många små identiska objekt. Koherent avbildning med röntgendiffraktion (CXDI, från engelskans ``Coherent X-ray Diffractive Imaging'') 
använder mycket intensiva ljuskällor, endast möjligt tack vare nyutvecklade röntgenlasrar,
för att uppnå samma mål. Problemet med mycket intensiva
ljuskällor är att de förstör vårt prov, på samma sätt som en stark laser kan bränna 
objekt. För att lösa detta problem använder CXDI en annan egenskap hos röntgenlasrar,
det faktum att röntgenstrålarna produceras i extremt korta pulser. Detta gör det 
möjligt att få en bild av vårt prov precis innan det bränns upp av lasern.

Denna avhandling presenterar några av de första resultaten av CXDI 
med röntgenlasrar.
Den undersöker också numeriskt några av de problem som måste lösas 
för att denna teknik ska kunna bli lika vanlig som röntgenkristallografi. 

Idag finns det relativt få bilder som erhållits genom CXDI eftersom de första
röntgenlasrarna med tillräcklig prestanda nyligen färdigställts och många detaljer fortfarande optimeras. Allt pekar dock på en enorm ökning av användandet av tekniken och en stor förbättring av upplösningen. Vi står idag vid början av en revolution av vetenskapen om strukturbestämmning.
Framtiden är mycket lovande!

% Another difficulty of imaging very small structures is that they diffract very
% weakly. X-ray crystallography solves this problem by using crystals which are
% build of many small identical structures. Coherent X-ray diffraction imaging (CXDI)
% uses very intense light source, only possible due to the recently developed X-ray
% lasers, to achieve the same goal. The problem with very intense
% sources is that they damage our sample, very much like a strong laser can burn
% objects. To overcome this problem CXDI uses another feature of X-ray
% lasers, the fact that they produce extremely short pulses. This makes it
% possible to obtain a picture of our sample just before it is vaporized into
% dust.

% This thesis presents some of the first results of CXDI imaging with X-ray lasers
% and numerical investigations into some of the problems that have to be solved in
% order to make this technique as common place as X-ray crystallography.

% Nowadays there are relatively few images obtained by CXDI as the required X-ray
% lasers are now starting to become operational and many experimental details are
% being perfected. But everything points to a huge increase of the use of this
% technique and vast improvements in the maximum resolution possible. We are at a
% start of a revolution when it comes to structural sciences.  
% The future is most promising!


%%% Local Variables: 
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "Thesis"
%%% End: