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

      Jos alamme tuomita toisiamme kuvottavien mutta yksityisiksi tarkoitettujen sanomisten vuoksi, olemme matkalla takaisin keskiajalle

    2. 2

      ”Boksi” esti nukkumisen ja kuulustelijan sylki lensi – Ageeda Paavel muistaa tarkkaan, mitä KGB:n edeltäjä teki hänelle teinityttönä Tallinnan synkimmässä kellarissa kesällä 1946

    3. 3

      Pikkupojat surmasivat 4-vuotiaan leikkitoverinsa, väitti Ruotsin poliisi vuonna 1998 – ”Tapaus Kevinin” esitutkinta-aineisto tuli vihdoin julki, ja lähes kaikki siinä viittaa veljesten syyttömyyteen

    4. 4

      Trump: Minulla on tarvittaessa ”täydelliset armahdusvaltuudet” – tutkijat kyseenalaistavat

    5. 5

      Dna-testi voi paljastaa sukusalaisuuksia satojen vuosien takaa – Laurin jälkeläisille selvisi, että he eivät polveudukaan Laurista

    6. 6

      Kolmen päivän katkaisuhoito ei riitä koko kesän jatkuneen tissuttelun lopettamiseen – tuntuu, että puolisoni on jätetty heitteille

    7. 7

      Seksi kannattaa sijoituksena, lupaa Väestöliitto – ”Ehkä kaikkea ei pitäisi yrittää mitata rahassa”, vastaa ekonomisti

    8. 8

      Willehardt Gröhn, 18, rakentaa näyttäviä pyöriä, koska haluaa jotain, mitä muilla ei ole – pyöräbuumin villitsemissä kaupungeissa pyörä on muotiasuste

    9. 9

      Lääkäri Pippa Laukka tyrmää epäilyn: ”Lankutuksella ei saa selän rasitusmurtumaa”

    10. 10

      Taiteilija Miina Äkkijyrkkä syytti norjalaistaiteilijaa kopioinnista ja vaati 118 000 euron korvauksia – Tekijänoikeusneuvosto katsoi teokset parodioiksi

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Pikkupojat surmasivat 4-vuotiaan leikkitoverinsa, väitti Ruotsin poliisi vuonna 1998 – ”Tapaus Kevinin” esitutkinta-aineisto tuli vihdoin julki, ja lähes kaikki siinä viittaa veljesten syyttömyyteen

    2. 2

      Taiteilija Miina Äkkijyrkkä syytti norjalaistaiteilijaa kopioinnista ja vaati 118 000 euron korvauksia – Tekijänoikeusneuvosto katsoi teokset parodioiksi

    3. 3

      Dna-testi voi paljastaa sukusalaisuuksia satojen vuosien takaa – Laurin jälkeläisille selvisi, että he eivät polveudukaan Laurista

    4. 4

      Merkillinen välikohtaus Itämerellä ihmetyttää – se liittynee Venäjän lisääntyneeseen uhoon

    5. 5

      Jos alamme tuomita toisiamme kuvottavien mutta yksityisiksi tarkoitettujen sanomisten vuoksi, olemme matkalla takaisin keskiajalle

    6. 6

      Erin Dillon menetti kaksi lastaan huumeiden takia, mutta haaveilee silti yhä huumeista – HS:n reportaasi valkoisten kerjäläisten kaupungista, jossa huumepussit toimitetaan kotioven eteen

    7. 7

      Onko Helsinki kupla, jota muu Suomi ei ymmärrä? ”Osa muualla asuvien Helsinki-kritiikistä voi olla ihmettelyä sen äärellä, mihin ei itsellä ole mahdollisuutta”

    8. 8

      Olen pian taloudellisesti riippuvainen poikaystävästäni opintotuki­uudistuksen takia – ja se tuntuu nöyryyttävältä

    9. 9

      Rintasyövästä kertaalleen parantuneen Astrid Swanin syöpä on uusiutunut

    10. 10

      Aurinkovoide ei suojaa ihoa, jos sitä käyttää väärin: ”Riskeihin ei suhtauduta tarpeeksi vakavasti” – Testaa, suojaudutko auringolta oikein

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Elävien kuolleiden kaupungilta näyttävän Daytonin ruumishuoneelta on tila loppu – Yhdysvaltoja riivaa historian pahin huume-epidemia, ja yliannostuksia ottavat niin eläkeläiset kuin lapsetkin

    2. 2

      Ole oma kesäheilasi: Näin masturboit, jos sinulla on penis

    3. 3

      Asuntopula ajaa nuoria aikuisia Inarin metsiin – Kaisa Tikka peseytyy purossa ja käyttää jääkaappinaan kivenkoloa

    4. 4

      Joka kolmas muistisairaus voitaisiin ehkäistä korjaamalla elintapoja – tutkijat tunnistivat yhdeksän vaaran paikkaa, jotka altistavat dementioille eri elämänvaiheissa

    5. 5

      Australialaisnainen soitti hätänumeroon Yhdysvalloissa, paikalle tullut poliisi ampui hänet – omaiset vaativat vastauksia surmasta

    6. 6

      Lilli Pukka, 28, on ollut ilman parisuhdetta 10 vuotta ja järjestää ”mää-juhlat” juhlistaakseen sitä – tyytyväiset sinkut voidaan kuitenkin kokea itsekkäinä tai jopa uhkana, sanoo asiantuntija

    7. 7

      Maistamaan pakottaminen vain pahentaa lapsen nirsoilua, ja sipulin piilottaminen ruokaan on epäreilua – lastenpsykiatri neuvoo, miten valikoivan lapsen voi saada syömään

    8. 8

      Onko Helsinki kupla, jota muu Suomi ei ymmärrä? ”Osa muualla asuvien Helsinki-kritiikistä voi olla ihmettelyä sen äärellä, mihin ei itsellä ole mahdollisuutta”

    9. 9

      Tällainen on Helsingin kallein vuokrakämppä: huoneita 11, neliöitä 500, vuokra 25 000 euroa kuussa

    10. 10

      Lipunmyynti lähijunissa loppui aikoja sitten, mutta 22 asemaa on edelleen ilman automaattia – Mitä tekee konduktööri, joka ei saa enää myydä lippuja?

    11. Näytä lisää
    Uusimmat
    1. Juuri nyt
    2. Pyöristä tunnettu Helkama polki satavuotiaaksi sotien ja lamojen läpi – nyt emo­yhtiöitä johtaa neljännen sukupolven Helkama ja Jopon sisar
    3. Yle: Näyttelijä ja tanssija Fred Negendanck on kuollut
    4. Pitseria syttyi tuleen Raahessa – pelastuslaitos evakuoi kerrostalon asukkaat
    5. Seksi kannattaa sijoituksena, lupaa Väestöliitto – ”Ehkä kaikkea ei pitäisi yrittää mitata rahassa”, vastaa ekonomisti
    6. Maahanmuutto kuumentaa tunteita Uuden-Seelannin parlamenttivaalien alla – Suomalainen Inkeri Räinä, 25, odottaa pikkukylässä päätöstä viisumista, joka antaisi hänelle mahdollisuuden jäädä pysyvästi saarivaltioon
    7. Joensuun keskustasta löytyneen vainajan henkilöllisyys todennäköisesti selvillä – varmistuu oikeuslääketieteellisessä tutkimuksessa ensi viikolla
    8. Poliisi löysi kahdeksan kuollutta rekan kontista Teksasissa – NYT: Kaksi kuolleista lapsia
    9. Tunti sitten
    10. Isis-taistelijaksi epäilty saksaistyttö voi joutua oikeuteen Saksassa – Viranomaiset vahvistavat, että Irakista löytynyt 16-vuotias on ”Linda W”
    11. ”Boksi” esti nukkumisen ja kuulustelijan sylki lensi – Ageeda Paavel muistaa tarkkaan, mitä KGB:n edeltäjä teki hänelle teinityttönä Tallinnan synkimmässä kellarissa kesällä 1946
    12. 2 tuntia sitten
    13. Ämpäriin sopii niin marja, oksennus kuin mäntysuopakin, ja nyt suomalaisen ämpäriunelman luojat kertovat, miksi ilmaisia muovisankoja jonotetaan
    14. Näytä lisää