Väitös: Uusia havaintoja eksoottisten aktiniumytimien rakenteesta (Louko)
Jyväskylän yliopistossa valmistuneessa fysiikan alan väitöstutkimuksessa onnistuttiin mittamaan ensimmäistä kertaa kahden neutronivajaan aktinium isotoopin lähettämiä gammasäteitä. Mittaukset paljastivat, että molemmat ytimet ovat hyvin samankaltaisia kuin yhden protonin kevyemmät radiumisotoopit.
Kaikki tavallinen aine koostuu atomeista. Vaikka atomit ovat jo itsessään erittäin pieniä, ovat niiden ytimet vielä noin kymmenentuhatta kertaa pienempiä. Oikeastaan suurin osa yksittäisestä atomista on vain tyhjää tilaa. Varsinainen ydin sen sijaan koostuu protoneista ja neutroneista ja on erittäin tiivis. Atomiydin onkin ihanteellinen kohde maailmankaikkeuden perusvuorovaikutusten tutkimiseen.
Maailmanluokan mittalaitteisto
Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen kiihdytinlaboratoriossa hyödynnetään muun muassa fuusioreaktioita, joiden avulla on mahdollista tuottaa harvinaisten alkuaineiden epävakaita isotooppeja, joita ei normaalisti löydy maapallolta. Kunkin alkuaineen eri isotooppien ytimissä on aina sama määrä protoneja, mutta neutroniluku vaihtelee isotoopista toiseen.
Kun atomiydin muodostuu ydinreaktiossa, päätyy se usein virittyneelle energiatilalle. Purkautuessaan näiltä ylemmiltä tiloilta atomiydin lähettää gammasäteitä, joita havaitsemalla saadaan tietoa atomiytimen rakenteesta. Tätä gammasäteiden tutkimusta kutsutaan gammaspektroskopiaksi.
Haastava tutkimuskohde
Jyväskylän yliopiston väitöskirjatutkija Jussi Loukon väitöskirjatyössä tutkittiin kahden neutronivajaan aktinium isotoopin, 211Ac ja 213Ac, rakennetta MARA rekyyliseparaattorin ja JUROGAM 3 gammaspektrometrin avulla. Aktinium sijaitsee jaksollisessa järjestelmässä uraanin ja radonin välimaastossa eli se on raskas ja radioaktiivinen alkuaine. Lisäksi väitöstyössä onnistuttiin mittaamaan radium-211 isotoopin ominaisuuksia.
- Eksoottisten atomiytimien tutkiminen on erittäin haastavaa, sillä niitä syntyy vain häviävän pieni määrä fuusioreaktioissa. Nyt näiden kahden aktiniumytimen lähettämiä gammasäteitä onnistuttiin mittamaan ensimmäistä kertaa, sanoo väitöskirjatutkija Jussi Louko Jyväskylän yliopistosta. Mittaukset osoittivat, että nämä ytimet muistuttavat todella paljon niiden yhtä protonia keveämpiä radium isotooneja, hän jatkaa.
Mittaukset haastavat ydinteorioita
Erityinen motivaatio juuri näiden ytimien tutkimiseen liittyy niiden lähellä esiintyviin kollektiivisiin ilmiöihin, jossa ytimen protonit ja neutronit näyttävät käyttäytyvän yhtenäisesti. Teoreettiset fyysikot pyrkivät kehittämään malleja, joiden avulla kaikkien atomiytimien käyttäytymistä voitaisiin ennustaa. Kokeelliset mittaukset ovat välttämättömiä testipisteitä näille teorioille.
- Tässä tapauksessa kokeellinen data soveltui teoreettisiin malleihin varsin hyvin, mutta juuri systemaattinen tutkimustyö on tärkeää, sillä usein mielenkiintoisimmat poikkeavuudet ovat äkillisiä, selventää Louko.
FM Jussi Loukon väitöskirjan “Probing neutron deficient trans-lead nuclei with γ-ray spectroscopy using in-flight separator and recoil-decay tagging method” tarkastustilaisuus perjantaina 13.12.2024 klo 12:00 fysiikan laitoksen salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii yli-insinööri, FT Kerttuli Helariutta (Helsingin yliopisto) ja kustoksena akatemiatutkija Kalle Auranen (Jyväskylän yliopisto).
Väitöskirja " Probing neutron deficient trans-lead nuclei with γ-ray spectroscopy using in-flight separator and recoil-decay tagging method” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/98297
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Jussi Louko, jussi.i.louko@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
Sivistyksen vuoksi -kirjan tavoitteena on sivistyneen elämän kunnianpalautus: Tervetuloa kirjan julkistamistilaisuuteen Jyväskylän Kesän avajaispäivänä ke 2.7.23.6.2025 09:09:04 EEST | Tiedote
Sivistys ei kuulu vain harvoille ja valituille, vaan meille kaikille. Sivistyksen vuoksi -kirjan kantava ajatus on, että sivistyksen tavoittelu niin yksilön kuin yhteiskunnan tasolla rakentaa merkityksellistä, hyvää elämää. Kirjan 32 kirjoittajaa käsittelevät sivistystä eri näkökulmista kirkastaen sivistyksen olemusta, kielen ja kulttuurin sivistävää voimaa, ruumiin sivistystä, polarisaation ja sivistyksen suhdetta sekä sivistyksen merkitystä yksilöllisenä ja yhteiskunnallisena tavoitteena. Kirjoittajajoukkoon kuuluvat muun muassa Tarja Halonen, M. A. Numminen, Jarkko Martikainen, Kirsi Piha, Juha Hurme, Julia Thurén ja Piia Viitanen.
Vahvemmalla yhteistyöllä kohti onnistuneempaa ja reilumpaa ympäristönsuojelua23.6.2025 07:05:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on ollut mukana osana kansainvälistä tutkimusryhmää, joka on edistänyt ymmärrystä siitä, miten maa- ja vesiekosysteemien väliset yhteydet vaikuttavat ympäristönsuojelun tehokkuuteen ja oikeudenmukaisuuteen. Ympäristönsuojelun uudelleenajattelun tuloksena syntynyt tutkimusartikkeli oli ehdolla kansainvälisesti arvostetun Frontiers Planet -palkinnon saajaksi vuonna 2022 ja se valittiin Uuden-Seelannin vaikuttavimmaksi kestävän kehityksen artikkeliksi. Nyt artikkeli on julkaistu lastenversiona.
Suomen Akatemialta yli 9 miljoonan euron rahoitus Jyväskylän yliopiston tutkijoille kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimukseen19.6.2025 13:50:32 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian kulttuurin ja yhteiskunnan tutkimuksen toimikunta (KY) on myöntänyt rahoitusta kuudelle akatemiatutkijalle ja yhdeksälle akatemiahankkeelle, yhteensä yli 9,2 miljoonaa euroa.
Muuttolintujen kevät -sovellus laajenee – nyt tutkitaan myös, miltä luonto tuntuu19.6.2025 11:59:45 EEST | Tiedote
Muuttolintujen kevät -sovelluksen avulla kuka tahansa voi osallistua lintujen kevätmuuton seurantaan ja lintulajien oppimiseen ja tuottaa samalla arvokasta tutkimustietoa. Sovellus kokoaa havaintoja laajasti eri puolilta Suomea ja nyt myös Ruotsista, tarjoten tutkijoille tärkeää dataa muuttolintujen liikkeistä. Uusimman päivityksen myötä lintuhavainnon lisäksi käyttäjä voi nyt tallentaa myös oman luontokokemuksensa – tekoälyn tukemana.
QS World University Rankings 2025: Jyväskylän yliopisto mukana maailman 500 parhaan yliopiston listalla19.6.2025 08:15:17 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston sijoitus maailman parhaiden yliopistojen listauksessa säilyi 500 parhaan joukossa brittiläisessä yliopistovertailussa (QS World University Rankings).
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