Valikko
Tiede

Suomalaistutkijat kehittivät huippuherkän mittarin valohiukkasille

Aalto-yliopiston uusi,fotoneja mittaava mikroaaltoilmaisin on moninkartaisesti parempi kuin tähänastiset laitteet.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat tehneet ennätyksellisen tarkan ilmaisimen mikroaaltosäteilyn havaitsemiseksi.

Ilmaisin pystyy mittamaan äärimmäisen heikkoja fotonipulsseja, joissa on vain parisataa mikroaaltosäteilyn fotonia – niin sanottua valohiukkasta. Se on aaltolaisten mukaan neljätoista kertaa tarkempi kuin samalla periaatteella toimivat ilmaisimet maailmalla.

”Voisi verrata ihmisilmään. Ilmaisimen havaitseman mikroaaltopulssin energia on alle tuhannesosa sellaisesta näkyvän valon pulssista, jonka ihmisen silmä voi juuri ja juuri havaita”, jatko-opiskelija Joonas Govenius sanoo. Hän työskentelee kvanttitutkija Mikko Möttösen kvanttilaskennan ja -laitteiden tutkimusryhmässä Otaniemen kampuksella.

Mikroaallot kulkevat seinien läpi, ja niitä käytetään nykyään lähes kaikessa langattomassa viestinnässä, kuten matkapuhelimissa ja digitelevisioissa. Mikroaallot ovat sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on paljon pidempi kuin esimerkiksi näkyvän valon.

Entistä herkemmät mikroaaltoilmaisimet voivat edistää esimerkiksi äärimmäisen herkkien kameroiden ja kvanttitietokoneiden rakentamista. Ilmaisimilla voitaisiin tutkia esimerkiksi avaruuden taustasäteilyä, joka on kosmologian keskeinen tutkimuskohde nykyisin.

”Suprajohtavilla laitteilla voidaan jo tuottaa yksittäisiä mikroaaltofotoneja. Vielä ei ole ilmaisimia, jotka havaitsisivat ihan yksittäisiä fotoneita. Luulen, että sellaisiakin vielä onnistutaan tekemään”, Govenius arvioi.

Uusi ilmaisin on pienempi kuin ihmisen punasolu. Mikroskooppisessa laitteessa on pienen pieniä suprajohtavia alumiinin palasia. Ne on kytketty kultaiseen nanolankaan, jonka läpimitta on vain metrin kymmenesmiljoonasosa.

Laite pitää jäähdyttää hyvin lähelle absoluuttista nollapistettä eli yli 273 pakkasasteeseen, jotta lämpöliikkeestä johtuvat häiriöt vähenisivät merkittävästi. Laitteen lämpötila on toiminnan aikana noin kymmenen millikelviniä eli asteen sadasosan absoluuttisen nollalämpötilan yläpuolella.

Se on oikeastaan kalorimetri eli se kertoo mikroaaltosäteilyn aiheuttaman lämpötilan muutoksen. Tutkijat havaitsivat ilmaisimella vain yhden zeptojoulen kokoisia energiapaketteja. Näin pienellä energialla voi nostaa punasolua vain yhden nanometrin eli metrin miljardisosan verran, Möttönen vertailee yliopiston tiedotteessa.

Euroopan tutkimusneuvosto (ERC) myönsi juuri Möttöselle apurahan mikroaaltoilmaisimen kehittämiseksi kohti kaupallisia sovelluksia.

Aaltolaiset esittelivät ilmaisintaan Physical Review Letters -tiedejulkaisussa.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • fysiikka

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      ”Ahne”, ”ikävä tapaus”, ”nuoria naisia lähentelevä outolintu” – tv-pomo Jorma Sairasen muistelmissa Spede, Petelius ja muut tv:n kultakauden suosikit saavat huutia

    2. 2

      Nainen ei saanut avioeroa Britanniassa – miljonääripariskunnan vaimon on pakko pysyä avioliitossa, vaikka mies valitti vanhasta syrjähypystä ja haukkui vaimoa julkisilla paikoilla

    3. 3

      Opetan lukiossa asioita, joita en ole opiskellut päivääkään

    4. 4

      Miksi laihduttaminen on niin vaikeaa? Lihavuuden syy voi olla aivoissa

    5. 5

      Tiedoksi niille, jotka surevat pakolaisten aiheuttamia kustannuksia: Leirittämällä ja eristämällä he vasta kalliiksi tulevatkin

    6. 6

      Uimahallivastaava: ”Perimmäinen syy saunojen uima-asukieltoon on vain suomalainen saunakulttuuri”

    7. 7

      Koulun sisäilma tuhosi työntekijän terveyden – nyt vantaalaiskoulun lattian alta on löytynyt silkkaa vettä

    8. 8

      Lapsille annetaan nyt uusvanhoja ja raamatullisia nimiä – Frozenin siivittämä Elsa-buumi hiipui, Sofia ja Onni palasivat kärkeen

    9. 9

      Louhimies eri mieltä tv-johtaja Sairasen tiukasta kritiikistä – kiista Suomen elokuvahistorian muistettavimpia

    10. 10

      Kokoomuksen ja vihreiden kamppailu Helsingin suurimman tittelistä on erittäin tasainen: ”Todella pieniähän nuo erot ovat”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      ”Ahne”, ”ikävä tapaus”, ”nuoria naisia lähentelevä outolintu” – tv-pomo Jorma Sairasen muistelmissa Spede, Petelius ja muut tv:n kultakauden suosikit saavat huutia

    2. 2

      Miksi saunassa muka pitää olla alasti? Ei kai ihmisen alapää ole yhtään uimapukua hygieenisempi

    3. 3

      Koulun sisäilma tuhosi työntekijän terveyden – nyt vantaalaiskoulun lattian alta on löytynyt silkkaa vettä

    4. 4

      Lapsettomuus on karu yllätys vanhemmaksi haluaville – ”Anna anteeksi ettei sinusta tullutkaan äitiä”

    5. 5

      Nyt Netflix epäonnistui pahasti – menestykseksi odotettu sarja Iron Fist on täysi floppi, selitämme miksi

    6. 6

      Kananmuna onkin terveellistä – uudet tutkimukset kumoavat tiedon kolesterolipommista

    7. 7

      Suurpalon sammutus jatkuu läpi tiistain vastaisen yön Vantaalla – ”Kuin kaatopaikka keskellä kaupunkia”

    8. 8

      Kansalaiset nousivat kesäaikakapinaan – aloite viisarien kääntelyn lopettamisesta otti huiman kirin ja menee eduskunnan käsiteltäväksi

    9. 9

      Uimahallivastaava: ”Perimmäinen syy saunojen uima-asukieltoon on vain suomalainen saunakulttuuri”

    10. 10

      Nainen ei saanut avioeroa Britanniassa – miljonääripariskunnan vaimon on pakko pysyä avioliitossa, vaikka mies valitti vanhasta syrjähypystä ja haukkui vaimoa julkisilla paikoilla

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Tuhansia suomalaisia ryöstettiin orjiksi, mutta sitä hädin tuskin muistetaan – moni kansa ei unohtaisi moista vääryyttä ikinä

    2. 2

      Vanha hinnasto saattaa olla arvokkaampi kuin romaani eivätkä Myrna-kupit kiinnosta ketään – asiantuntijat kertovat, mitkä käytetyt tavarat nyt käyvät kaupaksi

    3. 3

      Jopa puolet liikunnan harrastajista treenaa liian lujaa, sanoo asiantuntija – Iltakävely voi usein olla hikilenkkiä parempi

    4. 4

      Hampurilaistesti: Maistoimme juustohampurilaisia kuudesta helsinkiläisravintolasta – selkeä voittaja ja häviäjä löytyivät

    5. 5

      En halua olla sukupuoli­neutraali, haluan olla nainen – kotona pesen mielelläni mieheni pyykit

    6. 6

      Toni Kitin kova flunssa olikin aids – Nyt hän toivoo, että muut eivät uskoisi netin valesivuja

    7. 7

      Finnair perui koko kesän Miamin-lennot – mitä lentoyhtiössä oikein tapahtuu?

    8. 8

      ”Ahne”, ”ikävä tapaus”, ”nuoria naisia lähentelevä outolintu” – tv-pomo Jorma Sairasen muistelmissa Spede, Petelius ja muut tv:n kultakauden suosikit saavat huutia

    9. 9

      Sanna Stellanin talo paljastui homepommiksi – Vakuutus ei korvaa totaalisesta remontista senttiäkään

    10. 10

      Mätä brassiliha järkyttää, mutta Suomessakin kuluttajaa sumutetaan – ihan joka päivä

    11. Näytä lisää