Väitös: Maailmankaikkeuden kuumin aine voi edistää lääketieteen ja ydinenergian kehitystä (Önnerstad)
Tuore Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen väitöskirja perehtyy subatomisten hiukkasten käyttäytymistä kuvaavan kvanttikromodynamiikan (QCD) monimutkaisuuteen. Käyttäen CERNin suuren hadronitörmäyttimen (LHC) dataa, väitöskirja keskittyy tutkimaan korkeiden energiatörmäysten luoman aineen ominaisuuksia. Tutkimus pyrkii parantamaan ymmärrystämme näiden hiukkasten käyttäytymisestä ja vuorovaikutuksesta sekä valaisemaan universumiamme hallitsevia perustavanlaatuisia voimia.
Vain sekunnin miljoonasosa alkuräjähdyksen jälkeen universumimme oli erimmäisen kuuma, tiheä hiukkaskeitto, jossa kvarkit ja gluonit liikkuivat vapaasti. Nykyään ne esiintyvät sidottuina toisiinsa -- protoneina ja neutroneina. Näiden ääriolosuhteiden luomiseksi uudelleen raskaat ionit, kuten kulta- tai lyijyytimet törmäytetään yhteen, jolloin syntyy pieni tulipallo, jossa kaikki materia "sulaa" kvarkki-gluoniplasmaksi (QGP), joka saattaa olla maailmankaikkeuden kuumin aine, 250 000 kertaa kuumempi kuin auringon ydin. Se jäähtyy välittömästi, mikä johtaa tavallisen aineen muodostumiseen.
Miten kvarkkigluoniplasma käyttäytyy?
QGP havaittiin ensimmäisen kerran raskaiden ionien törmäyksissä yli 20 vuotta sitten. Kvarkkigluoniplasma on ainutlaatuinen aineen tila, joka on edelleen jatkuvan tutkimuksen kohteena. Pääasiallisena tutkimusaluena ovat sen kuljetusominaisuudet, erityisesti sen ominaisleikkausviskositeetti (η/s). Tämä ominaisuus mittaa nesteen muodonmuutoskestävyyttä - korkeampi η/s osoittaa suurempaa vastusta, joka on samanlainen kuin hunajan kankea ja paksumpi rakenne veteen verrattuna. Alempi η/s-arvo tarkoittaa lähes täydellistä nestettä, jolla on minimaalinen sisäkitka. QGP:n η/s uskotaan olevan huomattavan alhainen, mikä osoittaa poikkeuksellisen nestemäistä tilaa.
"Tutkimukseni ensisijaisena tavoitteena on tutkia kvarkki-gluoniplasman (QGP) käyttäytymistä raskasionitörmäyksissä käyttämällä hiukkasten observaabeleita”, kertoo Anna Önnerstad Jyväskylän yliopistosta.
Tutkimuksella käytännön sovelluksia
Määrittämällä QGP:n kuljetusominaisuuksien, kuten leikkausviskositeetin, arvon tarkasti, herkkien hiukkasvirtausmittausten avulla suurissa törmäyssysteemeissä saamme lisää tietoa QGP:n mahdollisuudesta muodostua pienissä törmäyssysteemeissä. Tämä antaa meille paremman ymmärryksen raskasionitörmäyksissä muodostuneesta aineesta, varhaisesta universumista ja fysiikan perustavanlaatuisista piirteistä.
“Kokeellisesti mitattujen korkeamman asteen harmonisten virtaushavaintojen ja malliennusteiden avulla olemme onnistuneet vähentämään merkittävästi ominaisleikkausviskositeetin (η/s:n) mittausepävarmuutta, mikä on tuonut meidät lähemmäksi sen todellisen arvon määrittämistä. Nämä havainnot edustavat merkittävää edistystä QGP:n ymmärtämisessä, selventää Önnerstad.
Tämä tutkimus ei ole vain elintärkeää universumin ymmärtämisen edistämiselle, vaan sillä on myös käytännön vaikutuksia. Saadut oivallukset voivat mahdollisesti johtaa teknologisiin innovaatioihin, edistää kansainvälistä yhteistyötä ja löytää sovelluksia erilaisilla aloilla, kuten lääketieteessä ja ydinenergiassa, mikä edistää yhteiskunnallista edistystä ja taloudellista kehitystä.
M.Sc. Anna Önnerstadin väitöskirjan “Improving understanding of the QCD matter properties with flow harmonic observables at the LHC” tarkastustilaisuus 19.6.2024 klo 12:00 alkaen. Vastaväittäjänä toimii professori Anne Sickles (University of Illinois at Urbana Champaign, USA) ja kustoksena yliopistonlehtori Dong Jo Kim (Jyväskylän yliopisto).
Väitöskirja “Improving understanding of the QCD matter properties with flow harmonic observables at the LHC” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/95753
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
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 Jyväskylän yliopisto
Väitöstutkimus paljastaa Raamatun kymmenen käskyn roolin yhteiskunnan muodostumisessa klassikkoteoksen valossa25.4.2025 10:39:50 EEST | Tiedote
Mikä tekee yhteiskunnastamme mahdollisen? YTM Jukka Ruokanen selvitti väitöskirjassaan, millaiset tekijät tukevat sosiaalisuuden, yhteisöjen ja yhteiskunnan olemassaoloa saksalaisen politiisen filosofin ja oikeusoppineen Johannes Althusiuksen teoksessa Politica Methodice Digesta. Althusiuksen mukaan yhteiskunta ei synny vain ihmisten toiminnan tai luonnollisten syiden seurauksena – myös Jumalan toimet, kuten kymmenen käskyä, ovat olennaisia yhteiselomme aikaansaamiseksi.
Kansainvälinen konferenssi rakentaa tulevaisuudenuskoa ja selviytymiskykyä23.4.2025 11:00:47 EEST | Tiedote
Ympäristökysymysten lisäksi aikamme yhteiskunnat kamppailevat monimutkaisten sosiaalisten haasteiden kanssa. Lapset, nuoret ja heidän perheensä ovat usein ensimmäisiä, joita tämän hetken yhteiskunnalliset haasteet koettelevat.
Maankäyttö vaikuttaa boreaalisten järvien energialähteisiin17.4.2025 07:10:00 EEST | Tiedote
Järviekosysteemit vastaanottavat valuma-alueelta peräisin olevaa eloperäistä ainesta, joka päätyy mikrobien avustuksella ravintoverkkoon. Jyväskyläläinen tutkijaryhmä selvitti vedyn pysyvien isotooppien avulla maalta peräisin olevan eloperäisen energian määriä. Tutkimuksen mukaan pohjaeläinten ja niitä syövien kalojen maalta peräisin olevan energian määrä oli suurempaa kuin ulappa-alueen eläinplanktonin ja niitä syövien kalojen. Kaikkien kuluttajaryhmien maalta peräisin olevan energian määrä väheni tummista happamista metsäjärvistä kohti reheviä järviä, joiden valuma-alueella on paljon maataloutta.
Tuore väitöstutkimus selvittää, miten tragedia auttaa käsittelemään ilmastokriisiä17.4.2025 06:58:00 EEST | Tiedote
Tragediaa pidetään turhaan vanhentuneena ja jopa kuolleena teatterimuotona, vaikka sillä voisi olla paljon annettavaa ilmastonmuutoksen hahmottamisessa ja sen seurausten käsittelemisessä, toteaa YTM Henna Vainio, joka tutki filosofian väitöskirjassaan tragedian mahdollisuutta ja merkitystä erityisesti ilmastonmuutoksen aikakaudella.
Uusi jättivirus eristettiin Jyväskylässä ensimmäistä kertaa Suomessa16.4.2025 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat ovat ensimmäistä kertaa Suomessa eristäneet jättiviruksen, joka nimettiin Jyvaskylavirukseksi. Löytö osoittaa jättivirusten olevan luultua yleisempiä pohjoisilla alueilla sekä havainnollistaa, että on vielä paljon rakenteita, joiden alkuperää ja toimintoja ei ole kunnolla tutkittu.
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