Tiede

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

      Saara Aalto sai Senaatintorin tuhatpäisen yleisön tanssimaan, ilotulitteet räjähtelivät – ”Hei Suomi! Mää nään teiät kaikki siellä kaukanakin!”

    2. 2

      44 vuotta vanhan elokuvaklassikon raiskauskohtaus järkyttää maailmaa – Miksi vasta nyt?

    3. 3

      Valeuutiset Hillary Clintonin lapsi­seksi­ringistä saivat kiväärimiehen tunkeutumaan pitseriaan Washingtonissa

    4. 4

      Slush lupaa puuttua tapahtuman iltajuhlissa esiintyneeseen seksuaaliseen häirintään monin tavoin – ”Täällä on nollatoleranssi seksismille”

    5. 5

      Karkotettu suomalainen liikemies Seppo Remes palasi Venäjälle – ”Kyllähän me tiedämme, kuka tällaiset asiat täällä ratkaisee”

    6. 6

      Nousukiidossa oleva Saara Aalto saapui Helsinki-Vantaalle – vartin pyrähdys näytti, miten jättimäistä tv-tuotantoa tehdään

    7. 7

      Levysopimus, musikaalilavat vai jotain muuta? Saara Aallon 15 minuuttia julkisuudessa on pian ohi, ja seuraavaksi nähdään, mihin se riittää

    8. 8

      Tutkinnanjohtaja: Imatran epäilty oli viime aikoina vetäytynyt omiin oloihinsa – vietti paljon aikaa tietokoneella

    9. 9

      Suomalaiskenraalien suku vaikeni suuresta salaisuudesta – ”Ryssiä ollaan”

    10. 10

      Perussuomalaiset kiistelevät isyysrahasta – ”Tässä on kyse parista kolmesta homosta ja noin sadasta heteroisästä”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Suomalaiskenraalien suku vaikeni suuresta salaisuudesta – ”Ryssiä ollaan”

    2. 2

      Perussuomalaiset kiistelevät isyysrahasta – ”Tässä on kyse parista kolmesta homosta ja noin sadasta heteroisästä”

    3. 3

      Tutkinnanjohtaja: Imatran epäilty oli viime aikoina vetäytynyt omiin oloihinsa – vietti paljon aikaa tietokoneella

    4. 4

      Imatran surmatyöt nousivat isoksi uutiseksi maailmalla – ”Osoitus maan aseongelmasta”

    5. 5

      Imatran murhista epäilty on tuomittu aiemmin tapon yrityksestä

    6. 6

      Alexander Stubb oli sukupolvensa valovoimaisin poliitikko – miten ja miksi hänet syrjäytettiin huipulta?

    7. 7

      44 vuotta vanhan elokuvaklassikon raiskauskohtaus järkyttää maailmaa – Miksi vasta nyt?

    8. 8

      Tuhannet koulutetut karkaavat Suomesta ulkomaille joka vuosi, ja entistä harvempi aikoo palata – ”Tämä on hirveän hälyttävä tulos”

    9. 9

      Saara Aalto sai Senaatintorin tuhatpäisen yleisön tanssimaan, ilotulitteet räjähtelivät – ”Hei Suomi! Mää nään teiät kaikki siellä kaukanakin!”

    10. 10

      Slush lupaa puuttua tapahtuman iltajuhlissa esiintyneeseen seksuaaliseen häirintään monin tavoin – ”Täällä on nollatoleranssi seksismille”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Nainen meni kauneusklinikalle Helsingissä – päätyi öisen autokyydin jälkeen leikattavaksi omakotitaloon Viron Pärnussa

    2. 2

      Susanne Päivärinta ja Jan Andersson kiistävät päätoimittaja Atte Jääskeläisen väitteet: Ylen linjausta perusteltiin ”muilla syillä”, juontajat sanovat

    3. 3

      Kymmenien suomalaisten kauneusleikkaukset ovat menneet pieleen – Cheyenne Järvisen rintoihin jäi rujot jäljet

    4. 4

      Ylen päätoimittajan mukaan ohjaaja Susanna Kuparinen loukkasi Sipilän vaimoa – Kuparinen: ”Järkytyin ihan hirveästi”

    5. 5

      Tuhannet koulutetut karkaavat Suomesta ulkomaille joka vuosi, ja entistä harvempi aikoo palata – ”Tämä on hirveän hälyttävä tulos”

    6. 6

      Sanna-Mari Paakki aloitti kampanjan tissien puolesta ja joutui Ylilaudalta nousseen vihakampanjan kohteeksi – ja se kertoo siitä, mikä internetiä nyt riivaa kaikkialla

    7. 7

      HS seurasi pikkujoulujen viettoa Tallinnan-laivalla: ”Mennään hyttiin pussailemaan?” – ”Mennään vaan”

    8. 8

      Ruben Stiller kertoo HS:lle saamastaan varoituksesta ja Ylen kovista vaatimuksista Sipilä-asiassa: ”Olen hiiri ja minua pelotti”

    9. 9

      Pidimme kaksi viikkoa uutta päiväkirjamaista kalenteria, jota hehkutetaan maailmalla – näin se toimii

    10. 10

      Ylen juontaja tenttasi päätoimittajaa suorassa lähetyksessä – ja hukkuu nyt kiittävään palautteeseen

    11. Näytä lisää