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

      Mausteista löytyi syöpää aiheuttavaa maaliväriä pääkaupunkiseudulla – viranomaiset takavarikoivat chiliä, currya ja kurkumaa

    2. 2

      Tutkijat ovat yksimielisiä siitä, että juhlarahan teloituskuva on lavastettu – mutta onko kuvassa valkoisia vai punaisia?

    3. 3

      Välipohjissa mikrobikasvua, ullakolla linnunraatoja – Kätilöopiston sairaala suljetaan puolen vuoden kuluessa laajojen homevaurioiden takia

    4. 4

      Kun kollega irtisanoutuu, työyhteisö voi tuntea surua ja stressiä – Lähtemisestä voi tulla myös tarttuva tauti, sanovat asiantuntijat

    5. 5

      Asuntotukileikkuri rankaisee pääkaupunkiseudun köyhiä, Helsinki pelkää – ”Kuvitteleeko joku, että asuminen tämän seurauksena halpenee?”

    6. 6

      Hankalia nuoria ei ole olemassa – on vain kesken­eräisyyttä ja kyvyttömiä aikuisia

    7. 7

      Halla-aho: Perussuomalaisten uutta salkkua vaikea nähdä yhtä painavana kuin pois annettua oikeusministerin tehtävää

    8. 8

      Salaperäinen ”rouva P” kuoli ilman perillisiä – kaupunki saa tililleen mittavan omaisuuden

    9. 9

      Aiheuttavatko heräilevät vauvat todella kärsimystä vanhemmilleen?

    10. 10

      Hallitus piti tiedotus­tilaisuuden siitä, että se päätti ostaa kahdet farkut ja paidan

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kela rankaisi ystävääni vanhemman menettämisestä

    2. 2

      Juhlarahakohu meemeinä: Rahapajan versiossa teloitetaan vankeja, internet kehitteli heti vaihtoehtoisia ”juhlavuoden” aiheita

    3. 3

      Salaperäinen ”rouva P” kuoli ilman perillisiä – kaupunki saa tililleen mittavan omaisuuden

    4. 4

      Kun pienten tyttöjen isä nukkui viiden tunnin päiväunia, se ei ollut merkki väsymyksestä vaan aivosyövästä – Kirsi Karhusen mies sai Suomen parasta saattohoitoa, mutta moni muu ei saa

    5. 5

      Kolmen tunnin juhlarahakohu – suomalaisten päivittäisen pöyristymisen tarve synnyttää merkityksettömiä mikroskandaaleja

    6. 6

      Näin upeina et ole koskaan nähnyt Signe Branderin ja muiden Helsinki-kuvaajien otoksia – tästä päivästä lähtien huippulaatuisia kuvia saa käyttää vapaasti

    7. 7

      Kielletyn sisällissotakolikon suunnittelija ja tilaaja puolustavat työtä: ”Kansakunnan sivistyneisyys punnitaan sillä, kuinka se pystyy käsittelemään omaa historiaansa”

    8. 8

      Hallitus jakaa lisää rahaa tutkimukseen, mutta ei saanut leikattua yritystukia – työttömyystuki heikkenee, jos ei käy töissä tai työllistämis­ohjelmissa

    9. 9

      Asumistukeen leikkauksia, ministereitä kolme lisää – HSTV:n suora lähetys hallituksen tiedotustilaisuudesta juuri nyt

    10. 10

      Ministeriö vetää takaisin punavankien teloitusta esittävän juhlarahan – Orpo pahoittelee: ”En kiinnittänyt riittävää huomiota asetuksen visuaaliseen suunnitelmaan”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Ammattikoulutuksen tila on kelvoton – poikani lukujärjestys on tyhjä ja hän joutuu lorvimaan kotona

    2. 2

      Oudot tuntemukset juoksulenkillä paljastuivat syöväksi – Entinen huippu-urheilija Kirsi Valasti uskoo, että liikunnan tuoma kehotietoisuus pelasti hänet

    3. 3

      ”Se on kuin jokin uskonto: usein kun suomalainen lähtee töistä, hän ei enää vastaa puhelimeen” – USA:ssa uraa tehnyt Tero Kuittinen hämmästelee suomalaista keskustelua työuupumuksesta

    4. 4

      Bostonin maratonin voittajan uurteiset reisilihakset hämmästyttävät: ”En ole nähnyt koskaan mitään vastaavaa”

    5. 5

      Kun pienten tyttöjen isä nukkui viiden tunnin päiväunia, se ei ollut merkki väsymyksestä vaan aivosyövästä – Kirsi Karhusen mies sai Suomen parasta saattohoitoa, mutta moni muu ei saa

    6. 6

      Kolmentuhannen euron lasku kuoleman jälkeen yllätti omaiset

    7. 7

      Selvitys: Lähes kolmannes pohjoiskorealaisista käyttää huumeita – metamfetamiini on monille jo arkipäiväistä

    8. 8

      Ravitsemusterapeutti kärsi vuosia kipeästä vatsasta ja ilmavaivoista – Sitten ystävä kertoi ruokavaliosta, joka toi helpotuksen

    9. 9

      Onko tässä Helsingin pienin ja kallein vuokrayksiö? 10 neliömetriä, 1 941 euroa kuukaudessa

    10. 10

      Nyt on hyvä aika päivittää televisio – alle kuukauden päästä kanavasi voivat pimentyä

    11. Näytä lisää