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
Jyväskylän yliopisto ja UCLA vahvistavat yhteistyötään aiesopimuksella11.9.2026 11:11:26 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston kasvatustieteiden ja psykologian tiedekunta sekä UCLA:n kasvatuksen ja informaatiotutkimuksen tiedekunta (School of Education and Information Studies) ovat allekirjoittaneet syyskuussa aiesopimuksen, jonka tavoitteena on vahvistaa tiedekuntien välistä kansainvälistä yhteistyötä tutkimuksessa, koulutuksessa ja osaamisen kehittämisessä.
Luokanopettajan aikuiskoulutus ja tietojenkäsittelytiede kiinnostivat syksyn 2026 yhteishaussa11.9.2026 09:10:40 EEST | Tiedote
Syksyn yhteishaku korkeakouluihin päättyi torstaina 10.9.2026. Jyväskylän yliopistossa tänä syksynä viidessä hakukohteessa tarjolla olleisiin 117 opiskelupaikkaan pyrki 621 hakijaa, joilta kertyi hakukohdekohtaisia hakemuksia 683 kappaletta.
Miten metsiin perustuva arvonluonti uudistuu? Tutkijat esittelevät näkemyksensä Wisdom Letters -tilaisuudessa10.9.2026 07:05:00 EEST | Tiedote
Miten Suomen metsät voivat luoda hyvinvointia myös tulevaisuudessa? Tätä kysymystä tarkastellaan tiistaina 15.9.2026 Jyväskylän yliopistossa järjestettävässä Monimuotoinen metsä arvonluonnin alustana: Luonto, talous ja oikeudenmukaisuus tasapainoon -julkaisun julkistamistilaisuudessa.
Vuokatin liikuntateknologian maisteriohjelmasta valmistui 100. maisteri9.9.2026 11:30:41 EEST | Tiedote
Vuokatissa on koulutettu liikuntateknologian maistereita vuodesta 2004 lähtien. Koulutusohjelmasta on valmistunut nyt 100 maisteria. Vuokatin maisteriopiskelijat suorittavat opintojaan monimuoto-opiskeluna. Opintosuuntia ovat biomekaniikka, liikuntafysiologia ja valmennustieteet.
Strategisen tutkimuksen neuvostolta yli 3 miljoonaa euroa Jyväskylän yliopiston tutkimukseen9.9.2026 10:53:22 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian yhteydessä toimiva strategisen tutkimuksen neuvosto (STN) on myöntänyt yhteensä 24 miljoonaa euroa rahoitusta mielen kansanterveyttä sekä arktisen alueen murrosta koskevaan tutkimukseen. Jyväskylän yliopisto sai rahoituksesta yli kolme miljoonaa euroa.
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