Tutkijat leijuttavat avaruusnäytteitä ääniaalloilla
12.8.2020 07:00:00 EEST | Maanmittauslaitos | Tiedote
Uusi menetelmä tekee mittauksista hallittuja, eikä se vahingoita näytteitä. Tutkijat rakensivat menetelmää varten uuden mittauslaitteen, joka on nimetty 4π-sirometriksi. Sirometri on laite, joka mittaa polarisoidun valon siroamista näytteen pinnasta.
Kehitystyö tehtiin Helsingin yliopiston planeettakunnan tutkimusryhmän professori Karri Muinosen johtamassa SAEMPL-projektissa (Scattering and absorption of electromagnetic waves in particulate media eli sähkömagneettisten aaltojen sironta ja absorptio partikkeliväliaineissa). 4π-sirometrillä validoitiin uusia laskennallisia menetelmiä, joilla mallitetaan esimerkiksi pölyn peittämien asteroidien ja muiden ilmakehättömien aurinkokuntamme kappaleiden heijastaman valon sirontaa.
Helsingin yliopiston professori Edward Hæggström tutkimusryhmineen oli avainasemassa 4π-sirometrin kehittämisessä.
– Ultraääneen liittyvä tutkimus on fysiikan osaston alaisuudessa toimivan elektroniikan laboratoriomme erikoisalaa. Siksi meiltä löytyi jo valmiiksi tarvittava osaaminen akustisen levitaation parissa työskentelyyn ja sen käyttämiseen hiukkasten paikan ja asennon hallintaan, kertoo Hagström.
– Hiukkasten hallittu leijuttaminen sallii meidän mitata valon sirontaa niin, ettei mittausympäristö vaikuta tuloksiin, toteaa Muinonen.
4π-sirometrin avulla tutkijat voivat liikutella tutkittavaa hiukkasta haluamaansa asentoon huomattavasti suuremmalla tarkkuudella kuin aikaisemmin oli mahdollista. Näin hiukkasesta saadaan tehtyä tarkka 3D-malli.
– Suuremmassa mittakaavassa toteutettuna tutkimuksemme tulokset mahdollistavat kohteiden kaukokartoituksen. Esimerkiksi avaruudessa olevista kohteista saamme harvoin otettua näytteitä. Voimme selvittää, minkä muotoisia nämä kappaleet ovat ja mistä ne koostuvat, tutkimalla tähtien valon sirontaa niiden pinnasta, kertoo vanhempi tutkija Maria Gritsevich Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskuksesta.
Aiemmat menetelmät yksittäisten hiukkasten tutkimiseen olivat epätarkkoja
Aiemmin yksittäisiä hiukkasia ei ole voitu mitata tarkasti. Yksittäisistä hiukkasista voidaan tehdä mittauksia kiinnittämällä hiukkanen pidikkeeseen, mutta silloin pidike itsessään vaikuttaa valon sirontaan. Jos hiukkasia on suuri määrä, voidaan niistä myös ottaa mittauksia ryhmänä asettamalla hiukkaset sopivalle pinnalle tai juoksuttamalla ne virtana hanan läpi. Näin ei kuitenkaan voida tehdä ainutlaatuisille ja harvinaisille näytteille.
– Vanhoilla tavoilla saatiin näytteistä hyviä keskimääräisiä tuloksia, mutta niillä ei saatu tuotettua yhtä tarkkaa tietoa yksittäisistä hiukkasista kuin sirometrillä saadaan, sanoo Gritsevich.
SAEMPL-projektissa tutkijat kehittivät menetelmän, jolla voidaan hallita leijutettavan näytteen asentoa ääniaaltoja säätämällä. Kappaleiden leijuttaminen ääniaalloilla ei itsessään ole uusi keksintö, vaan sirometrissä uraauurtavaa on juuri näytteen asennon hallinta. Sirometrin kehittänyt tutkijaryhmä oli ensimmäinen, joka yhdisti akustisen levitaation ja valon sironnan tutkimuksen ja sai aikaan vakaan laitteen.
– Akustisella levitaattorilla näytteen saa aina oikeaan asentoon. Jos asentoa haluaa muuttaa, tarvitsee vain säätää ääniaaltoja, sanoo Hæggström.
SAEMPL-projektia johti professori Karri Muinonen Helsingin yliopistolta ja Maanmittauslaitokselta. Paikkatietokeskus toimi projektissa kumppanina. Euroopan tutkimusneuvosto myönsi SAEMPL-projektille ERC Advanced Grant -rahoituksen.
Lisätietoja
Vanhempi tutkija Maria Gritsevich, Maanmittauslaitos, 050 301 6441, maria.gritsevich@maanmittauslaitos.fi
Professori Karri Muinonen, Helsingin yliopisto, 050 415 5474, karri.muinonen@helsinki.fi
Professori Edward Hæggström, Helsingin yliopisto, 029 415 0684, haeggstrom@helsinki.fi
Tieteellisiä artikkeleja aiheesta (englanniksi)
Omnidirectional microscopy by ultrasonic sample control. Applied Physics Letters
Scattering and Absorption of Light in Planetary Regoliths. Journal of Visualized Experiments
Kuvat
Tietoja julkaisijasta
MaanmittauslaitosPL 84 (Opastinsilta 12C)
00521 HELSINKI
029 530 1100 (Vaihde)https://www.maanmittauslaitos.fi/
Teemme maanmittaustoimituksia, ylläpidämme kiinteistöjen ja osakehuoneistojen tietoja, huolehdimme omistusoikeuksien rekisteröinneistä ja kiinnityksistä, tuotamme kartta-aineistoja sekä edistämme paikkatietojen tutkimusta.
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 Maanmittauslaitos
Kesän juttuaiheita Maanmittauslaitoksesta23.7.2026 07:50:00 EEST | Tiedote
Kesällä suomalaisia kiinnostavat mökkeilyyn liittyvät kysymykset: mistä näkee tontin rajat, miten voi lunastaa rantaan ilmestyneen vesijättömaan ja kenellä on oikeus kulkea mökkitiellä. Ajankohtaisia aiheita ovat myös sienestys ja marjastus sekä läpi kesän jatkuvat Maanmittauslaitoksen ilmakuvauslennot. Kokosimme alle kiinnostavimmat kesätärpit ja aiheet, joista kansalaiset kysyvät nyt erityisen paljon.
Nallekarkit apuna vierasviljojen tunnistamisessa - digitaalinen ratkaisu tehostaa puhdaskauran tuotantoa21.7.2026 07:50:00 EEST | Tiedote
Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI on mukana kehittämässä uutta digitaalista ratkaisua vierasviljojen tunnistamiseen ja poistamiseen pelloilta. Menetelmä yhdistää droonikuvauksen, tekoälyn ja mobiilipohjaisen navigoinnin. Sen testauksessa käytettiin keväällä yllättävää kohdetta: nallekarkkeja. Heinäkuun alussa Etelä-Pohjanmaalla järjestetyissä varsinaisissa peltokokeissa saatiin rohkaisevia tuloksia.
Forskare inom satellitpositionering samlas i Finland för att lösa positioneringsutmaningar – Europeiska rymdorganisationens forskningsevenemang i Esbo startar 13.7.9.7.2026 10:43:29 EEST | Pressmeddelande
Europeiska rymdorganisationen och Europeiska kommissionens gemensamma forskningscentrum arrangerar ett internationellt forskningsevenemang om satellitpositionering i Finland i juli. Forskare från Lantmäteriverkets Geodatacentral FGI deltar i evenemanget som fokuserar på teknologi för positionering, navigering och tidsbestämning, satellitsystemens framtid och bekämpning av hot.
Satelliittipaikannuksen tutkijat kokoontuvat Suomeen ratkomaan paikannuksen haasteita – Euroopan avaruusjärjestön tutkijatapahtuma Espoossa käynnistyy 13.7.9.7.2026 10:43:29 EEST | Tiedote
Euroopan avaruusjärjestö ja Euroopan komission yhteinen tutkimuskeskus järjestävät kansainvälisen tutkijatapahtuman Suomessa heinäkuussa. Maanmittauslaitoksen Paikkatietokeskus FGI:n tutkijat osallistuvat tapahtumaan, joka keskittyy paikannuksen, navigoinnin ja ajanmäärityksen teknologioihin, satelliittijärjestelmien tulevaisuuteen ja uhkien torjuntaan.
Satellite positioning researchers will meet in Finland to solve positioning challenges – the European Space Agency’s research event in Espoo begins on 13 July9.7.2026 10:43:29 EEST | Press release
In July, the European Space Agency and the European Commission's Joint Research Centre are holding an international research event in Finland. Researchers from the National Land Survey of Finland’s Geospatial Research Institute (FGI) will participate in this event, which focuses on satellite positioning, navigation and timing technologies, the future of global navigation satellite system (GNSS), and threat prevention.
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