Väitös: Koneoppiminen vauhdittaa kvarkki-gluoniplasman ominaisuuksien määrittämistä (Hirvonen)
30.8.2024 07:10:00 EEST | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Jyväskylän yliopistossa valmistuneessa fysiikan alan väitöstutkimuksessa kehitettiin raskasionitörmäysten virtausdynaamista mallintamista ja uusia koneoppimistekniikoita simulaatioiden nopeuttamista varten. Tuloksia voidaan hyödyntää esimerkiksi hiukkasfysiikan tutkimuskeskuksen (CERN) CERN-LHC-kiihdyttimen korkean energian ydintörmäyksissä muodostuvan vahvasti vuorovaikuttavan aineen ominaisuuksien entistä tarkempaan kartoittamiseen.
Korkean energian raskasionitörmäyksissä syntyvissä hiukkassysteemeissä vallitsevat äärimmäiset olosuhteet, joissa normaalisti protoneihin ja neutroneihin sidotut kvarkit ja gluonit liikkuvat vapaasti muodostaen uudenlaista ainetta. Tämän kvarkki-gluoniplasmaksi (QGP) kutsutun aineen lämpötila on jopa 300 000 kertaa suurempi kuin auringon ytimen lämpötila. Raskasionitörmäyksissä muodostunut QGP on kuitenkin erittäin lyhytikäistä. Se jäähtyy takaisin normaaliksi aineeksi 100 miljoonaa kertaa lyhyemmässä ajassa kuin mitä valolta menee yhden mikrometrin matkaan. Siitä huolimatta QGP:n ominaisuuksia voidaan kartoittaa vertaamalla kokeellisesti mitattua dataa simulaatioiden kanssa.
- Erityisen kiinnostava QGP:n ominaisuus on sen ominaisleikkausviskositeetti, joka kuvaa nesteen kykyä vastustaa virtausta. Mittaustulosten ja virtaussimulaatioiden vertailun perusteella voidaankin arvioida QGP:n ominaisleikkausviskositeetin olevan erittäin pieni tavallisiin nesteisiin, kuten veteen, verrattuna, selventää väitöskirjatutkija Henry Hirvonen Jyväskylän yliopistosta.
Haasteena suuri laskenta-aika
Vaikka QGP:n ominaisuuksia on pystytty määrittämään kohtuullisella tarkkuudella aiemminkin, on entistä paremman ymmärryksen saamiseksi tärkeää ottaa huomioon mahdollisimman monia mitattuja suureita. Tämän tekee kuitenkin haastavaksi simulaatioihin kuluva valtava laskenta-aika.
- Valitettavasti joidenkin mittaussuureiden laskeminen virtausdynaamisesta mallista vaatii erittäin suuren määrän hitaita törmäyssimulaatioita, jotta niitä voitaisiin hyödyntää QGP:n ominaisuuksien määrittämisessä. Monesti puhutaan jopa 100 miljoonasta CPU-tunnista, kertoo Hirvonen.
Koneoppiminen ratkaisuna
Väitöskirjassaan Hirvonen ratkaisee laskenta-aikaongelman koneoppimisen avulla.
- Väitöskirjani eräs päätavoitteista on ollut hitaiden simulaatioiden korvaaminen neuroverkoilla, jolloin tarvittava laskenta-aika tippuu murto-osaan aiemmasta. Tämä mahdollistaa tulevaisuudessa QGP:n ominaisuuksien määrittämisen entistäkin paremmalla tarkkuudella, Hirvonen toteaa.
FM Henry Hirvosen teoreettisen fysiikan fysiikan väitöskirja ”Probing Properties of Quark-Gluon Plasma Using Machine Learning” tarkastetaan 6.9.2024 klo 12.00 fysiikan laitoksen luentosalissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Bjoern Schenke (Brookhaven National Laboratory, NY, USA) ja kustoksena yliopistotutkija Harri Niemi (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöskirja Probing Properties of Quark-Gluon Plasma Using Machine Learning” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/96689
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Henry Hirvonen, henry.v.v.hirvonen@jyu.fi
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
Yläkoululaiset disinformaation keskellä – tutkimuksessa selvitetään, kuka tunnistaa harhaanjohtavan tiedon ja miksi19.2.2026 11:45:02 EET | Tiedote
Disinformaatio eli tarkoituksellisesti harhaanjohtava tieto on yhä näkyvämpi osa nuorten arkea. Sosiaalisen median kanavat, algoritmit ja nopeasti leviävä sisältö altistavat yläkoululaiset virheelliselle tiedolle päivittäin. Jyväskylän yliopiston tutkimushankkeessa selvitetään, kuinka hyvin nuoret tunnistavat disinformaation ja mitkä tekijät vaikuttavat heidän kykyynsä erottaa tosi valheesta.
Suomen Akatemia rahoittaa musiikin kansainvälisen huippututkijan paluun Jyväskylän yliopistoon19.2.2026 08:30:00 EET | Tiedote
Suomen Akatemia on myöntänyt yhteensä 27,5 miljoonaa euroa Suomen ulkopuolelta kutsuttavien korkeatasoisten tutkijoiden rekrytoimiseen. Jyväskylän yliopistoon myönnettiin 2,5 miljoonan euron rahoitus musiikin huippututkija Tuomas Eerolan rekrytointiin. Rahoituksen turvin kaikkiaan 11 kansainvälistä tutkijaa siirtyy suomalaisiin yliopistoihin professorin tehtäviin ja perustaa niihin tutkimusryhmänsä.
Jyväskylän Kauppalaisseuran Säätiöltä merkittävä tuki Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoululle - Säätiö myönsi apurahoja 265 000 euroa18.2.2026 21:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän Kauppalaisseuran Säätiö sr. on lahjoittanut Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoululle 190 000 euron apurahan 18.2.2026. Apurahatilaisuudessa Säätiö jakoi apurahoja kauppatieteiden opiskeluun sekä korkeakouluasteisen kaupallisen koulutuksen ja liikesivistyksen ylläpitoon ja tukemiseen Jyväskylässä yhteensä 265 000 euroa.
Uusi hanke kartoittaa harvinaisten maametallien vaihtoehtoisia lähteitä18.2.2026 12:00:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopisto ja Suomen ympäristökeskus selvittävät, mistä nykyisin alihyödynnetyistä lähteistä harvinaisia maametalleja olisi tulevaisuudessa mahdollista ottaa talteen.
Väitöstutkimus: japanilaisen filosofian käsitys minästä tyhjänä syventää yhteyttämme muihin18.2.2026 08:02:33 EET | Tiedote
YTM Anttoni Kuusela tarkasteli väitöstutkimuksessaan japanilaisen filosofian käsityksiä siitä, mitä minuus on. Hän erityisesti tutki minuuden tyhjyyttä, joka on jatkuvassa muutoksessa ja perustavanlaatuisesti sidoksissa toisiin. Tutkimus osoittaa, että voisimme hyötyä oman minuutemme pohtimisesta myös arkielämässä.
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