Valikko
Tiede    |   Tutkija

Aleksi Vuorinen tonkii universumin tiheintä tavaraa: ”Koko ihmiskunta mahtuisi sokeripalaseen, jos olisimme neutronitähtiainetta”

Tiedosta ei ole heti hyötyä teollisuudelle eikä verottajalle.

Jos mustat aukot eivät tunnu tarpeeksi oudoilta taivaankappaleilta, tutustukaa neutronitähtiin. Ne sisältävät universumin tiheintä ainetta, koska valtava painovoima on rusentanut niissä hiukkaset toistensa syliin.

”Koko ihmiskunta mahtuisi sokeripalaseen, jos olisimme neutronitähtiainetta”, Aleksi Vuorinen vertaa.

”Jos pudottaisi neutronitähdellä metrin korkeudesta pesäpallon, se iskeytyisi pintaan niin kovaa vauhtia, että atomit hajoaisivat.”

Neutronitähti syntyy, kun Aurinkoa isompi tähti kuluttaa polttoaineensa loppuun. Sen rautaydin häviää taistelun painovoimaa vastaan ja romahtaa kasaan.

Tähden pintakerrokset räjähtävät pois. Jäänteet luhistuvat Helsingin kokoiseksi palloksi, Vuorinen kuvailee.

Hän koettaa selvittää, piileskeleekö neutronitähtien ytimissä uutta aineen olomuotoa eli kvarkkiainetta. Siinä atomiytimien sisäiset sidokset ovat rikki.

Hypertiheä puuro koostuu aineen alkeishiukkasista kvarkeista ja liimahiukkasista gluoneista, jotka normaalisti sitovat kvarkit atomien ytimien protoneiksi ja neutroneiksi.

Tähti käy Vuorisen sanoin valtavaa sisäistä taistelua, kun painovoima rusentaa vastentahtoisia neutroneita toisiinsa. Ne vastustavat, mutta hajoavat. Näin fyysikot olettavat.

Kvarkkigluoniplasmaa on tehty törmäyttimissä, mutta neutronitähtien ytimessä oletetaan olevan erilaista, niin sanottua kylmää kvarkkiainetta. Sitä Vuorinen kaivelee esille.

”Kylmä on tosin varsin suhteellinen käsite, sillä kvarkkiaineen lämpötila neutronitähdissä on joka tapauksessa useita miljoonia asteita.”

Neutronien muutos kvarkkiaineeksi on haastanut tutkijoita vuosia. Keskiössä on neutronitähtiaineen tilayhtälö, jota ei osata laskea edes tietokoneella. Aineen paineen ja tiheyden suhdetta kuvaava käyrä katkeaa kesken.

Vuorinen aikoo täydentää yhtälöä, koska se paljastaisi paljon neutronitähtien olemuksesta.

”Jos tunnettaisiin koko käyrä, voisimme ennustaa kaikkien neutronitähtien massojen ja säteiden suhteen.”

Tiedosta ei ole heti hyötyä teollisuudelle eikä verottajalle. Kyse on teoreettisesta perustutkimuksesta.

”Oikeastaan voisi puhua ute­liaisuustutkimuksesta. Teoreettisen fysiikan hauskuus on juuri se, että ongelmat ovat hyvin vaikeita. Sitten lasketaan monta vuotta ja havaitaan, että teoria kuvaa luontoa oikein.”

Vuorisen tärkeimmät työvälineet ovat aivot, kynä ja paperi sekä tietokone. Kesken keskustelun hän piirtää kaavioita työhuoneen valkoiselle taululle.

Vuorinen on laskenut fyysikko Aleksi Kurkelan kanssa ensimmäisen tarkan ennusteen sille, miten erittäin tiheä kvarkkiaine käyttäytyy kahden neutronitähden törmäyksessä.

Laskelmat auttavat mallintamaan, millaisia signaaleja tällainen katastrofi voisi lähettää.

Nyt teoreetikko tarvitsee havaintoja. Hän odottaa, että yhdysvaltalaiset Ligo-laitteet löytäisivät painovoima-aaltoja, joita syntyy neutronitähtien törmäyksissä.

Mustien aukkojen törmäyksiä Ligo on jo raportoinut.

”Kahden neutronitähden törmäyksen aiheuttamat gravitaa­tioaallot kertoisivat, millaisesta aineesta ne on tehty.”

Uusista gravitaatioaalloista saataisiin konkreettista dataa, joka rajaisi neutronitähtiaineen tilayhtälöä.

Vuorinen hakeutui takaisin Helsinkiin neljä vuotta sitten työskenneltyään yhdeksän vuotta muun muassa Cernissä Sveitsissä sekä Bielefeldin yliopistossa Saksassa.

Pääsiäisen alla Vuorinen sai viestin, että hänelle olisi tarjolla professuuri Saksassa. Kumpulaan jäämistä helpottaa kuitenkin Euroopan tutkimusneuvoston ERC:n myöntämä 1,3 miljoonan euron apuraha. Toinen houkutin on Helsingin yliopisto.

”Täällä tehdään hyvää fysiikan tutkimusta, ja yliopisto on Euroopan parhaita. Opiskelijat ovat fiksuja ja motivoituneita. Tänne on helppo houkutella kansain­välisesti kovia tutkijoita.”

Hyvää Suomessa on myös jääkiekko. Vuorinen kannattaa Tampereen Tapparaa.

”Pari viikkoa sitten Varsovassa piti poistua konferenssi-illallisilta jo alkuillasta, että ehdin katsomaan Tapparan ja Ilveksen ottelua hotellihuoneessa.”

Kuka?

Teoreettinen hiukkasfyysikko


 Fyysikko Aleksi Vuorinen, 37, tutkii aineen ominaisuuksia.

 Erikoistunut kvarkkigluoniplasmaan, joka on alkeishiukkasten kuumaa puuroa.

 Akatemiatutkija Helsingin yliopiston fysiikan laitoksella Kumpulassa.

 Ennen Helsinkiä tutkijana Bielefeldin yliopistossa, jossa sai 1,2 miljoonan euron Sofia Kovalevskaja -palkinnon 2008.

 Työskennellyt myös Euroopan hiukkastutkimuksen keskuksessa Cernissä, Wienin teknillisessä yliopistossa ja Washingtonin yliopistossa.

 Harrastaa sulkapalloa ja muuta liikuntaa.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Henkilöjutut
  • Hiukkasfysiikka

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Hakaniemessä miehet puukottivat toisiaan – molemmat sairaalahoitoon

    2. 2

      Joukko suomalaisia perusti 46 vuotta sitten Israeliin kylän, jossa palkat menivät yhteiseen pottiin ja yhteisö tarjosi vaatteet ja asunnon – Mitä kuuluu Jad Hashmonaan nyt?

    3. 3

      Ensi viikolle karu sääennuste: Lämpötila laskee päivä päivältä ja öisin on hallaa – ”Mitään kesäjuhlia ei näillä lämpötiloilla vietetä”

    4. 4

      Yksi kuva palkintopallilta kiteyttää Räikkösen tunnelmat Monacon kakkossijan jälkeen: ”Tämä oli yksi niistä päivistä”

    5. 5

      Junaan jääneillä löytötavaroilla tehdään armotonta bisnestä

    6. 6

      Kahdeksan kuoli ammuskelussa Mississippissä

    7. 7

      Kuuro Tomas Vaarala on lähettänyt yli 60 työhakemusta mutta ei pääse edes palkattomaan harjoitteluun – ”Haluaisin vain samalle viivalle muiden kanssa”

    8. 8

      Mielipide­kirjoittaja ihmetteli löytö­tavaroilla tehtävää ”armotonta bisnestä” – VR ja HSL vastaavat: Junien henkilö­kunnan on keskityttävä työhönsä

    9. 9

      Vihreiden suosio ennätykseen, perussuomalaiset mataa paikallaan – Miksi puheen­johtajakisaa käyvät puolueet menevät kannatuksessa eri suuntiin?

    10. 10

      Ylen Jääskeläinen JSN-puheistaan: ”Sanotaan se nyt suoraan, mokasin varomattomalla lausunnolla”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Junaan jääneillä löytötavaroilla tehdään armotonta bisnestä

    2. 2

      Älä varaa lentoja liian aikaisin, aseta verkkoselain ”salattuun” tilaan – näin löydät halvat lentoliput verkosta

    3. 3

      Syy jätevesien päätymiselle Munkkiniemen rantavesiin selvisi: Kilotolkulla rasvaa valutettu viemäriin – nyt selvitetään, mistä rasva on peräisin

    4. 4

      Joukko suomalaisia perusti 46 vuotta sitten Israeliin kylän, jossa palkat menivät yhteiseen pottiin ja yhteisö tarjosi vaatteet ja asunnon – Mitä kuuluu Jad Hashmonaan nyt?

    5. 5

      Ylen Jääskeläinen JSN-puheistaan: ”Sanotaan se nyt suoraan, mokasin varomattomalla lausunnolla”

    6. 6

      Porvoossa harvinainen nujakka: Venekuntien satamatappelu johti törmäykseen merellä ja takaa-ajoon Porvoonjoen suulla

    7. 7

      Sipilän keskusta on vajonnut takaisin lähes kannatuksensa lähtökuoppaan – Mitä tapahtui?

    8. 8

      Poliisi vahvistaa: Mies pakeni poliisia 20 tonnin kuormaajalla ja syöksyi sillalta alas Lahdessa – kuormaaja oli varastettu

    9. 9

      Jussi Halla-aho haluaa unohtaa unohdetun kansan – minkä puolueen johtoon hän oikein pyrkii?

    10. 10

      Aki Kaurismäki selitti suomalaisia sanontoja brittilehdelle: ”Brexit-propagandaa levittäneet katosivat kuin pieru Saharaan”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Britannia ei usko Manchesterin pommittajan toimineen yksin, poliisi otti kiinni lisää ihmisiä

    2. 2

      Pariskunta osti ”aidot italialaiset nahkatakit” 1 200 eurolla Kannelmäen Prisman parkkipaikalta – Poliisi varoittaa vanhaa kikkaa käyttävistä huijareista Helsingissä

    3. 3

      Luokkahyppy voi myös kaduttaa – yliopistoon päätynyt duunarin lapsi ikävöi takaisin työväenluokkaan

    4. 4

      Suomalaisen tunnistaa ulkomailla jo kaukaa

    5. 5

      Paljonko rahaa on sopiva lahja? Tapakouluttaja kannustaa kohtuuteen ja ihmettelee työikäisten matkakassoja

    6. 6

      Älä varaa lentoja liian aikaisin, aseta verkkoselain ”salattuun” tilaan – näin löydät halvat lentoliput verkosta

    7. 7

      Onko tämä kaikkien aikojen seuramatka? 800 suomalaista lähtee Afrikkaan testaamaan ripulirokotetta, joka voi pelastaa miljoonia lapsia – sinä voit hakea mukaan matkalle

    8. 8

      Junaan jääneillä löytötavaroilla tehdään armotonta bisnestä

    9. 9

      Kiky-sopimus teki monien helatorstaista tavallisen työpäivän, eikä se miellytä kaikkia – ”Toki tämä päähän ottaa”

    10. 10

      Tellervo Koivisto jätti jäähyväiset aviomiehelleen Mauno Koivistolle

    11. Näytä lisää