Det var som taget ud af tv-serien Krøniken, da elektronikingeniør Bent Stumpe i 1959 blev ansat på en af Danmarks første radio/tv-fabrikker To-R i Vanløse. De analoge sendemaster var ved at være klar til at sende s/h-tv til hele landet, og damerne sad på rad og række i produktionen og viklede kobbertråde til de spoler, som skulle sikre elektronens rette vej gennem billedrøret.

Bent Stumpe mente, at det måtte kunne gøres nemmere og satte sig for at udvikle nogle helt flade spoler, som kunne trykkes direkte som kobberbaner på et printkort. Det krævede stor fingerfærdighed at gøre spolerne så små som muligt og samtidig holde induktionen høj. Han nåede ned på en afstand på 80 my mellem de også 80 my tykke ledende kobberbaner, hvilket for den tid var helt usædvanligt.

Dette arbejde skulle langt senere vise sig at få stor betydning for hans videre karriere. Samtidig er det begyndelsen på historien om Cerns kontrolrum i Schweiz, som med blandt andre Bent Stumpes opfinder-gen og lidt snedige ingredienser blev blandt verdens dengang mest højteknologiske steder med mus, touch-skærm og knappen, der kunne alt.

Købte magnet i legetøjsbutik
Faktisk var det Bent Stumpes chef fra tv-fabrikken, som blev åbningen til forskningsinstitutionen i Schweiz, for en dag kom han på arbejde og fortalte, at han skulle til samtale på et job i Cern. Mens han var væk, lurede Bent Stumpe på en kopi af chefens ansøgningsskema, som lå på skrivebordet, og besluttede sig for selv at sende en ansøgning af sted.

Chefen kom tilbage uden job, men kort tid efter fik Bent Stumpe en invitation til en samtale om et andet job. Han havde selv søgt på en stilling som operatør på PS (Proton Synchrotron), stedets første 28 GeV-accelerator. Men da de så hans CV med en baggrund som radartekniker fra Flyvevåbnet og udvikler af fjernsyn, fik de større planer med ham. Derfor drog han i 1961 til Schweiz med sin kone og sin nyfødte datter.

»Jeg kom ind i it-gruppen, hvor vi skulle udvikle en ny type automatiske 'flying spot-scannere' til at måle partikelspor i detektorerne. Tidligere stod 30-40 unge piger manuelt og målte på de billeder, som fire kameraer havde taget af partiklernes vej gennem det benyttede boblekammer, men nu automatiserede vi det 100 procent med en teknik, bygget på meget præcise katodestrålerør,« siger Bent Stumpe, som efterfølgende oplevede, at andre lande kopierede teknologien.

Desuden fandt han ud af, at mindre unøjagtigheder som følge af nålepudeforvrængning i scannernes måleresultater kunne afhjælpes ved hjælp af permanente magneter, hvilket brugere flere steder i verden blev interesseret i. Blandt andet var der bud fra Oxford, men desværre havde Bent Stumpe glemt magneterne hjemme i Schweiz.

»Så måtte jeg lige forbi en legetøjsbutik i Oxford og hente fire magneter, så jeg kunne korrigere scannerne. Man må være lidt opfindsom, når man skal have elektronik til at virke,« siger Bent Stumpe.

Syv km netværk med titusinde funktioner
Og den opfindsomhed fik han snart mere brug for. Cern skulle i 1973 til at bygge den nye protonaccelerator – SPS’en (Super Proton Synchrotron) – en ny 400 GeV accelerator, som var hele syv km i omkreds i stedet for PS’ens beskedne 200 meter.

»Maskinen var enorm, så den var nødt til at blive styret centralt, og derfor spurgte lederen af den nye accelerators kontrolgruppe mig, om jeg havde nogen forslag,« fortæller Bent Stumpe.

At have en syv km lang accelerator betød i titusindvis af funktioner, dvs. aflæsninger og justeringer, der løbende skulle foretages med blot ganske få mennesker til at gøre det. Derfor nyttede det ikke noget at det begrænsede antal operatører skulle styrte rundt i hele det enorme område.

Cern besluttede sig derfor for at købe 30 mini-computere fra Norsk Data, som blev anbragt på forskellige punkter langs acceleratoren. De skulle arbejde sammen på en enkel måde, så det altså ikke blev nødvendigt at trække kabler fra hovedkontrollen til alt udstyr i acceleratoren, men blot til de computere, der hver især samlede aktiviteterne for et område. Men hvordan skulle det styres?

Lederen, der skulle stå for det nye kontrolrum, var selv meget tændt på ideen om en touch-skærm med flere funktioner under hvert tryk. Men han syntes ikke rigtigt, der var noget på markedet, der duede. Nogle benyttede sig af lysstråler tværs over skærmen, som opfattede fingerbevægelser, men andre benyttede piezoelektriske krystaller.

Bent Stumpe tænkte sig grundigt om og kom i tanke om sine tidligere dage på tv-fabrikken.

»Jeg havde jo erfaring med at printe spoler på trykte kredsløb, så jeg tænkte, at så kunne jeg måske også printe en kondensator. Og blev det gjort på en glasplade eller et andet transparent materiale lige så småt som med spolen, ville skærmen stadig fremstå gennemsigtig,« fortæller den opfindsomme dansker.

Læs også: Video: Sådan blev den gennemsigtige touch-skærm til

Han satte sig straks og skrev et 16 siders oplæg om sin idé og tilføjede også to andre muligheder – en trackerball og 'knappen der kan alt'. Desuden indeholdt oplægget en række små sort/hvid-tv’er til overvågning, en 'kortlæser' til adgangskort og en større farvemonitor, som viste den proces, man klikkede frem ved hjælp af 'musen', dvs. trackballen.

Lederen var vild med ideerne og fik hevet Bent Stumpe over i sin gruppe for at gå i gang med arbejdet. I de følgende år havde han derfor sin gang i en norsk træbarak ude midt i ingenting på Cern, mens SPS’en tog form.

»Cern havde defineret en klar opgave, og nu var der kun tilbage at løse den. Heldigvis var der den indstilling på Cern, at havde man de rigtige ideer, så blev der også sat penge nok af til det,« fortæller Bent Stumpe.

Touch-skærm med gulvlak
Arbejdet kunne gå i gang, og til alt held kendte Bent Stumpe en laboratorie-ansat på Cern, som kunne lave ion sputtering. Derfor tog han et ark gennemsigtigt og fleksibelt Mylar med ned på værkstedet og bad om at få dampet kobber på det.

»Hvis det lykkedes, kunne jeg ætse det overflødige kobber væk, så jeg blot havde polerne i hver ende af en kondensator og denne gang lige ledninger med samme afstande, som på den filterspole, jeg i sin tid lavede til tv’et,« siger han og fortsætter:

»Udfordringen var blot, at det kun var muligt at pådampe ganske få my kobber, og jeg var meget spændt under hele processen. Det kunne nemt være gået i stykker,« husker Bent Stumpe.

Han sad derfor i timevis ved ion sputtering-maskinen og fulgte med i processen gennem et lille kighul ind til cylinderen.

Missionen lykkedes, og Mylaren fik sit kobberlag. Herefter blev det unødvendige kobber ætset væk, så der kun var kondensatoren tilbage. Prototypen til den første transparente kapacitive touch-skærm var ved at tage form.

»Nu skulle vi så se på, hvordan man kunne detektere fingerens tilstedeværelse over netop den kondensator ud af de 16 knapper, vi skulle bruge i kontrolsystemet,« fortæller Bent Stumpe.

Løsningen blev et faselåst kredsløb til at styre de 16 detektorkredse, og så skulle touch-skærmen egentlig blot 'stives af', for lederbanerne var simpelthen i fare for at kortslutte, hvis man plantede sin finger direkte på dem. Det var en følsom sag.

»Jeg havde lige lagt gulvlak på derhjemme og tænkte, at det måtte jeg prøve. Så jeg lagde et tyndt lag lak oven på skærmen, og det virkede. Så den gulvlak blev efterfølgende brugt til touch-skærme overalt på Cern – Junckers' den bedste,« siger Bent Stumpe med et grin.

Ferroperm Piezoceramics i Nordsjælland fik herefter til opgave at producere skærmene, som blev integreret i næsten alle kontrolsystemer på Cern og mange andre steder i verden.

Kontrolrummet fik på denne måde sin touch-skærm, men dette gjorde det ikke alene. Selv om udstyret i detektoren og acceleratoren nu kunne styres med pegefingeren, var der brug for et konkret pegeredskab, som kunne pege på bestemte steder på den store skærm.

Bent Stumpe havde læst om nogle små bowlingkugler, som man kunne købe i USA, og dem mente han, kunne bruges til noget.

»Jeg bestilte 12 hjem fra USA, og det undrede indkøbsafdelingen her sig noget over, men der var mening med galskaben,« fortæller han.

Læs også: Se hvordan dansk Cern-ingeniør byggede mus af bowlingkugle

Bowlingkuglen skulle nemlig blive Cerns – og måske verdens – første computermus med trackerkugle. Dog, understreger Bent Stumpe, fandtes der allerede trackerballs, men de var opbygget meget anderledes og på en mere kompliceret måde.

»Jeg anvendte nogle almindelige flade kuglelejer fra Cerns eget værksted og to dual incremental encoders, der kunne omdanne kuglens rotationer til pulser. Problemet var bare, hvordan jeg kunne få den til at bevæge sig i andre retninger end x og y. Men det problem løste kuglelejerne,« fortæller Bent Stumpe.

Læs også: Video: Se bowlingkuglen som styrede Cerns kontrolrum

Den sidste styringsmekanisme, som Bent Stumpe bidrog med til systemet, blev multifunktionsknappen, eller 'knappen, der kan alt'.

Det gamle kontrolrum til PS’en bestod nemlig af et flere hundrede kvadratmeter stort område med racks, hvor elektronikken var direkte forbundet til udstyret. Skulle der justeres noget, måtte operatørerne derfor rundt at kigge og justere på knapperne i disse racks.

I stedet konstruerede Bent Stumpe en computer-styret knap med bl.a. taktilt feedback, som blev installeret i den centrale kontrolkonsol og som kunne blive 'kaldt på' ved hjælp af touch-skærmen. Knappen indeholdt genbrug – nemlig samme dual incremental encoder, som han brugte i trackerballen – men nu fik den en lidt nemmere opgave, da knappen ikke skulle kunne rotere i alle retninger, men blot to.

Knappens opgave blev at træde i stedet for alle andre knapper, der før blev anvendt, så når en forsker eller tekniker trykkede sig ind på en bestemt funktion i acceleratoren, som f.eks. strømmen i en magnet, forbandt computeren knappen med denne variabel.

Operatøren kunne på den måde bruge knappen til at justere denne strøm med, mens han på en farveskærm kunne se, hvad han var i gang med. Trykkede han sig derpå videre til en helt anden computer i systemet for at udføre en anden regulering, f.eks. at flytte på tungt udstyr i acceleratoren, var det samme knap, der udførte dette arbejde. Denne gang var den bare programmeret til at bevæge sig enten i små hak eller mere trægt, så flytningen kunne foregå stille og roligt.

Alt i acceleratoren kunne derfor styres af en enkelt person fra det centrale kontrolrum ved brugen af touch-skærmen, tracker-ballen og denne computerstyrede knap, fortæller Bent Stumpe, hvis arbejde ikke alene fik betydning for den senere videreudvikling af de touch-skærme, vi ser overalt i dag, men som også styrer Cerns super-accelerator LHC i dag.

Læs også: Video: Se knappen, der kan alt

Touch-skærmene i LHC's kontrol ser dog anderledes ud i dag, og de hjemmebyggede konsoller er erstattet af mere end 100 pc'er. Bowlingkuglerne er også fjernet til fordel for de moderne computermus, og acceleratoren kan i store træk styres med en smartphone, men ellers er mange af styringsfunktionerne baseret på tanker gjort for årtier tilbage.

»Tænk, at jeg har været med til at udvikle noget, der stadig bruges i dag over hele verden. Det var ikke altid nemt at arbejde med kontrolrummet, for det var tre udviklingsarbejder, der skulle laves på utroligt kort tid. Det tror jeg ikke, havde været muligt i dag, men på Cern var det sådan, at troede de på dig, havde de også midlerne til dig. Man kan sige det sådan, at der blev defineret en opgave, og så var der bare tilbage at løse den,« siger Bent Stumpe.

»Når jeg ser tilbage på min tid på Cern, føler jeg mig utroligt heldig. Jeg oplevede et helt andet miljø og kom i kontakt med mennesker fra hele verden. Det var en fantastisk oplevelse, og jeg har aldrig fortrudt, jeg kom af sted,« siger han og fortsætter:

»Det var ikke altid lige nemt at udvikle så mange nye ting på så kort tid, og der var meget arbejde i det. Men at jeg har været med til at udvikle noget, der stadig bruges i dag, synes jeg er meget privilegeret.«

Følg med hele ugen mellem jul og nytår, når Ingeniøren sætter ekstra fokus på danskerne på Cern. Mød også fysikstuderende Maria Hoffmann, som passer Atlas-detektoren og få en rundtur i LHC’s kontrolcenter sammen med den danske maskinmester.