Väitös: Kiihdytinlaboratoriossa tehdyt huipputarkat mittaukset paljastavat ydinhajoamisten energiat (Ruotsalainen)
7.10.2025 10:15:00 EEST | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Jouni Ruotsalainen selvitti ydinfysiikan alan väitöskirjatyössään kolmen ydinhajoamisen Q-arvot mittaamalla emo- ja tytärytimen massaeron Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion JYFLTRAP-kaksois-Penninginloukun avulla. Huipputarkat mittaukset auttavat tulevien neutriinon ominaisuuksia tutkivien kokeiden suunnittelussa.
Neutriinot ovat hyvin yleisiä hiukkasfysiikan standardimallissa esiintyviä alkeishiukkasia. Niiden ominaisuuksia tutkimalla voidaan luoda tarkempia malleja maailmankaikkeuden synnystä, tähtien elinkaaresta ja alkeishiukkasten välisistä vuorovaikutuksista. Avoimia kysymyksiä ovat muun muassa neutriinon massa sekä se, onko neutriino oma antihiukkasensa.
- Neutriinojen massaa ja antihiukkasluonnetta voi tutkia mittaamalla atomiytimen radioaktiivisia beeta- ja kaksoisbeetahajoamisia. Näihin tutkimuksiin sopivia ytimiä on todennäköisesti vain joitain kymmeniä. Hajoamisessa vapautuvan energian suuruus, eli Q-arvo, vaikuttaa kunkin ytimen soveltuvuuteen näihin tutkimuksiin, kertoo väitöskirjatutkija Jouni Ruotsalainen Jyväskylän yliopistolta.
Q-arvomittauksia JYFLTRAP Penningin loukulla
Väitöskirjatyössään Jouni Ruotsalainen selvitti kahden kaksoisbeeta- ja yhden beetahajoamisen Q-arvot. Tätä varten hän mittasi hajoamisen emo- ja tytärytimen massaeron JYFLTRAP kaksois-Penningin loukulla, joka sijaitsee Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa.
- Loukun vahvassa magneettikentässä ydin liikkuu ympyrämäisellä radalla. Mittaamalla kahden ytimen pyörimistaajuudet liikkeen vaiheen kuvantamiseen perustuvalla ionisyklotroniresonanssi tekniikalla, pystyimme selvittämään niiden suhteellisen massaeron miljardisosan tarkkuudella ja jopa hieman tarkemmin. Mittaustarkkuus on maailman huippua, toteaa Ruotsalainen.
Ytimien soveltuvuus neutriinotutkimukseen
Mitattuja Q-arvoja käyttäen hajoamisille laskettiin puoliintumisajat yhdessä Jyväskylän yliopiston ydinteoriaryhmän kanssa. Koska näiden hajoamisten puoliintumisajat ovat tyypillisesti hyvin pitkiä, laskettu puoliintumisaika kertoo, kuinka monta hajoamista saataisiin havaittua suunnitelluissa neutriinon massan määrittämiseen tähtäävissä mittauksissa.
- Tässä työssä mitattujen kaksoisbeetahajoavien ytimien lasketut puoliintumisajat ovat niin pitkiä, että neutriinon massan tai antihiukkasluonteen määrittämiseksi ei järjellisessä ajassa saataisi havaittua riittävästi hajoamisia. Hopea-110 isotoopin isomeeri sitä vastoin on lasketun beetahajoamisen puoliintumisajan ja muiden ominaisuuksien perusteella loistava ehdokas neutriinon massamittaukseen, iloitsee Ruotsalainen.
FM Jouni Ruotsalaisen väitöskirjan "High-precision Q-value measurements for neutrino physics using the JYFLTRAP Penning trap" tarkastustilaisuus perjantaina 10.10.2025 klo 12:00 alkaen fysiikan laitoksen salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Lutz Schweikhard (Universität Greifswald) ja kustoksena professori Anu Kankainen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöskirja "High-precision Q-value measurements for neutrino physics using the JYFLTRAP Penning trap" on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/jyx/Record/jyx_123456789_105918?sid=209573720
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Jouni Routsalainen, jouni.k.a.ruotsalainen@jyu.fi
Kuvat
Linkit
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
Euroopan vanhat metsät puntarissa Brysselissä: Tutkijat ja EU-päättäjät saman pöydän ääressä keskustelemassa23.9.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Miten Euroopan jäljellä olevat vanhat metsät tunnistetaan ja miten niiden suojelu voidaan varmistaa? Tervetuloa seuraamaan etänä 29.9.2026 järjestettävää tilaisuutta, jossa pohjoismaiset ja baltialaiset tutkijat esittelevät uuden tutkimukseen perustuvan viitekehyksen vanhojen metsien tunnistamiseen Pohjois-Euroopassa. Tilaisuudessa tarkastellaan myös Euroopan unionin mahdollisuuksia varmistaa, että jäsenmaat toteuttavat unionin biodiversiteettitavoitteita yhdenmukaisesti ja tieteelliseen näyttöön perustuen.
Jyväskylän yliopisto kutsuu keskisuomalaiset mukaan laajaan terveystutkimukseen23.9.2026 07:00:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopisto on käynnistänyt laajan tutkimuksen, jossa kerätään tietoa keskisuomalaisten elämäntavoista. Kutsu kyselytutkimukseen lähetetään kaikille Keski-Suomen Biopankkiin näytteen ja yhteydenottoluvan antaneille henkilöille syksyn aikana. Tutkimukseen voi edelleen tulla mukaan antamalla biopankkinäytteen syksyn aikana. Erityisesti tutkimukseen toivotaan mukaan lisää työikäisiä ja nuoria aikuisia.
Nuoret aikuiset jakavat väärää tietoa sosiaalisista syistä, eivät tietämättömyydestä22.9.2026 12:03:58 EEST | Tiedote
Nuoret aikuiset jakavat sosiaalisen median väärää tietoa ennen kaikkea siksi, että se palvelee heidän sosiaalisia tarpeitaan – eivät sen takia, että he eivät osaisi käyttää mediaa. Tämä selviää Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulun professori Vilma Luoma-ahon ja Oklahoman yliopiston apulaisprofessori Xiaochen Zhangin tuoreesta kansainvälisestä tutkimuksesta, joka julkaistiin arvostetussa Information, Communication & Society -tiedelehdessä.
Viisi vinkkiä Tutkijoiden yön ohjelmasta – näitä ei kannata ohittaa!22.9.2026 10:49:34 EEST | Tiedote
Tutkijoiden yö palaa Jyväskylään jälleen perjantaina 25.9.2026 ja mukana on yliopiston lisäksi myös Jyväskylän ammattikorkeakoulu Jamk. Luvassa on monipuolista ja opettavaista tekemistä kaikenikäisille tiedonjanoisille.
Herätä uteliaisuutesi Tutkijoiden yössä – Ohjelmatarjontaa yhdeksällä paikkakunnalla ympäri Suomen!21.9.2026 14:05:00 EEST | Tiedote
Tutkijoiden yö on vuosittain järjestettävä tiedetapahtuma, jossa tutkijat ympäri Eurooppaa avaavat ovensa kaikenikäisille tiedonjanoisille. Tänä vuonna tutkijat avaavat ovensa laboratorioiden uumeniin Jyväskylässä, Oulussa, Helsingissä, Hämeenlinnassa, Kuopiossa, Joensuussa, Porissa, Sodankylässä ja Tampereella perjantaina 25.9.
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