Tampereen yliopisto

Väitös: Näin fotoniparien poikittaisrakenteita voidaan muovata

Jaa
Kvanttimaailman ilmiöille on löydetty monia mahdollisia sovelluskohteita esimerkiksi viestinnässä, laskennassa ja mittausteknologioissa. Tämän lisäksi niitä käytetään lukuisissa tieteellisissä kokeissa. Vaikka kaikissa näissä käyttökohteissa hyödynnetään useita eri kvanttimekaanisten systeemien ominaisuuksia, kvantti-interferenssiä fotonien poikittaisrakenteissa ei ole vielä tutkittu kattavasti. Väitöskirjassaan Markus Hiekkamäki tutkii uusia menetelmiä fotonien kvantti-interferenssin ohjaamiseen ja hyödyntää niitä kvanttitilojen räätälöimiseen.
Väitöskirjatutkija Markus Hiekkamäki. Kuva: Mona Pulst
Väitöskirjatutkija Markus Hiekkamäki. Kuva: Mona Pulst

Tällä hetkellä lukuisat lupaavat tutkimusalat yrittävät käyttää kvanttimekaanisia systeemejä ja monet yritykset rakentavat laitteita, jotka hyödyntävät kvantti-ilmiöitä. Koska valokvantteja eli fotoneja on tutkittu jo vuosikymmenten ajan, kykymme hyödyntää niiden ominaisuuksia on erinomainen. Viime aikoina onkin perustettu myös yrityksiä, jotka kehittävät fotoneita hyödyntäviä kvanttitietokoneita ja laitteita kvanttiviestintään fotoneilla.

Monissa fotoneita hyödyntävissä kvanttiteknologian sovelluksissa laitteen toiminnan mahdollistaa niin kutsuttu kvantti-interferenssi. Vaikka tätä tärkeää ilmiötä on tutkittu aiemmin monessa eri kontekstissa, fotonien poikittaisrakenteissa sitä on tutkittu vain muutamassa kokeessa. Koska fotonien poikittaisrakenteet ovat osoittautuneet hyödyllisiksi aiemmissa eri aiheisiin liittyvissä tutkimuksissa, voisi olla mahdollista, että nämä hyödyt pystyttäisiin valjastamaan myös kvantti-interferenssissä.

Väitöskirjassaan Markus Hiekkamäki tutkii uusia tapoja kvantti-interferenssin kontrolloimiseksi fotonien eri poikittaisrakenteiden välillä. Hän käytti näitä metodeja ohjatakseen kahden fotonin keskinäistä interferenssiä. Tämän lisäksi Hiekkamäki valmisti interferenssin avulla valon kvanttitiloja, joita hän hyödynsi fotonien muiden ominaisuuksien tutkimisessa. Hän tutki myös näiden kvanttitilojen tarjoamia hyötyjä mittaustekniikoissa.

– Väitöskirjatutkimuksessani näytin ensin, miten kvantti-interferenssiä pystyy kontrolloimaan monen eri fotonin poikittaismuodon välillä. Tämän jälkeen hyödynsin tätä ilmiötä tutkiessamme fotonien Gouy vaihetta ja tutkiessani valon kvanttitilojen toimivuutta pyörimisen mittaamiseen, Hiekkamäki sanoo.

Hiekkamäki näyttää väitöskirjassaan esittämissään kokeissa esimerkkejä siitä, millaisilla valon kvanttitiloilla voisi mitata tiettyjä parametreja laser-valoa paremmalla tarkkuudella. Esimerkkeinä hän käyttää pyörimisen mittaamista sekä siirtymän mittaamista.

– Toivoisin, että väitöskirjassani esitelty teoria, menetelmät ja kokeet auttavat muita tutkijoita rakentamaan uusia työkaluja ja viemään eteenpäin omia tutkimuksiaan valon eri kvanttitiloista, Hiekkamäki lisää.

Nokialta kotoisin oleva Markus Hiekkamäki työskentelee tutkijana kokeellisen kvanttioptiikan ryhmässä Tampereen yliopistossa.

Väitöstilaisuus perjantaina 1. syyskuuta

Diplomi-insinööri Markus Hiekkamäen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja Quantum Interference in Transverse Spatial Modes of Photons tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 01.09.2023 kello 12 Hervannan kampuksella Tietotalossa, luentosalissa TB109 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Jonathan Leach Heriot-Watt yliopistosta. Kustoksena toimii Associate Professor Robert Fickler tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Markus Hiekkamäki
050 408 9446
markus.hiekkamaki@tuni.fi

Kuvat

Väitöskirjatutkija Markus Hiekkamäki. Kuva: Mona Pulst
Väitöskirjatutkija Markus Hiekkamäki. Kuva: Mona Pulst
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Väitös: Lapsuusiän negatiivisilla elämäntapahtumilla on yhteys aikuisiän fibromyalgiaan22.9.2023 08:45:00 EEST | Tiedote

Lääketieteen lisensiaatti Aleksi Varinen selvitti väitöstutkimuksessaan fibromyalgiapotilaiden liitännäissairauksia, kokemuksia terveydenhuollosta ja oireyhtymälle altistavia tekijöitä. Tutkimuksessa selvisi, että negatiiviset kokemukset, kuten koulukiusaaminen, ovat yhteydessä oireyhtymän puhkeamiseen. Terveydenhuollossa fibromyalgiapotilaat kohtaavat epävarmuutta.

Väitös: Liitännäisdoketakseliin liittyy elämänlaatuhaittoja paikallista eturauhassyöpää sairastavilla21.9.2023 09:30:00 EEST | Tiedote

Miikka Lehtonen tutki väitöskirjassaan, miten doketakselihoito vaikuttaa paikallista ja levinnyttä eturauhassyöpää sairastavien potilaiden elämänlaatuun. Lisäksi hän selvitti ilman hormonihoitoa annettavan sädehoidon vaikutusta elämänlaatuun sekä monisairauden ja fyysisen toimintakyvyn vaikutusta hoidon onnistumiseen. Lehtonen havaitsi, että paikallisen eturauhassyövän sädehoidon ja hormonihoidon liitännäisenä annettava doketakselihoito heikentää elämänlaatua lyhytaikaisesti, ja että monisairaus heikentää kokonaiselossaoloa paikallisen eturauhassyövän sädehoidon jälkeen.

Väitös: Maallikkosaarnaajat tukivat ja ravistelivat kirkkoa yhteiskunnan murroksessa13.9.2023 14:27:35 EEST | Tiedote

Maallikkomiehet saivat kirkon valtuutuksella osallistua kristinuskon opettamiseen kansalaisyhteiskunnan syntyvuosina. FM Matleena Sopanen osoittaa väitöskirjassaan, miten Suomen evankelis-luterilainen kirkko arvioi ja arvotti saarnalupaa anoneita miehiä. Tutkinnon suorittaneet tarjosivat kirkolle ja kristillisille yhdistyksille arvokasta työvoimaa, mutta ajoittain saarnaajat myös haastoivat kirkon arvovallan.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme