Jyväskylän yliopisto

Väitöstutkimus tarkentaa kuvausta ydinten rakenteesta alkeishiukkastasolla

Jaa

Korkeaenergisissä törmäyskokeissa voidaan pureutua ytimien rakenteeseen aivan alkeishiukkastasolle asti. Jyväskylän yliopistossa tarkastettava Petja Paakkisen teoreettisen fysiikan väitöstutkimus toi uutta tietoa atomiytimien pienen mittakaavan rakenteesta eli kvarkki–gluonirakenteesta. Tutkimus osoittaa protonien ja neutronien gluonijakaumien kokevan raskaissa ytimissä samankaltaisia muutoksia kuin on aiemmin kvarkeille havaittu.

Petja Paakkinen/Jyväskylän yliopisto
Petja Paakkinen/Jyväskylän yliopisto

Atomien ytimet koostuvat protoneista ja neutroneista. Nämä puolestaan koostuvat vielä pienemmistä kvarkeista ja gluoneista, joiden välinen vahva vuorovaikutus pitää myös atomien ytimet kasassa. Tämä samainen vuorovaikutus muokkaa protonien ja neutronien sisäistä rakennetta näiden ollessa kosketuksissa toisiinsa atomiytimen sisällä. Väitöstutkimus pyrkii tarkentamaan ymmärrystämme näistä muutoksista.

Tutkimus käyttää aineistonaan CERNin jättimäisellä hiukkaskiihdyttimellä saatuja tuloksia. Tällä LHC-hiukkastörmäyttimellä on ohjattu protonisuihku törmäämään lyijy-ydinsuihkuun. Tuloksista pyritään selvittämään lyijy-ytimen alkeishiukkasrakenteen yksityiskohtia.

”Siinä missä aiemmat kokeet ovat antaneet meille tietoa lähinnä ytimien kvarkkisisällöstä, LHC:n kaltaiset törmäyttimet kykenevät antamaan entistä tarkempaa tietoa myös ytimien gluonikoostumuksista. Tulosten mukaan raskaiden ytimien gluonijakaumat kokevat samankaltaisia muutoksia kuin mitä on aiemmin havaittu kvarkeilla”, kertoo FM Petja Paakkinen Jyväskylän yliopistosta.

Erilaatuiset kvarkit kokevat ydinmuutokset pitkälti samalla tavalla

Toinen aiemmin huonosti tunnettu puoli on, poikkeavatko eri kvarkkijakaumien ydinmuutokset toisistaan.

”Kvarkkeja on yhteensä kuutta eri laatua, joista ''ylös'' ja ''alas'' -kvarkit muodostavat protonit ja neutronit. Protonissa ylös-kvarkkeja on kaksi ja alas-kvarkkeja yksi, neutronissa taas päinvastoin. Koska ydin sisältää yleensä lähes samansuuruisen määrän molempia, on erilaatuisten kvarkkien jakaumien vertailu ollut toistaiseksi vaikeaa”, Paakkinen selittää.

Tutkimus pyrki valottamaan asiaa hyödyntämällä useiden erilaisten törmäysten mittaustuloksia. Tutkimuksen perusteella erilaatuiset kvarkit näyttäisivät kokevan ydinmuutokset keskenään hyvin samankaltaisesti, mutta jatkotutkimuksia asian varmentamiseksi vaaditaan.
Väitöstutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää muiden vastaavien törmäyskokeiden tulosten analysoinnissa.

”Esimerkiksi niin ikään CERNissä lyijy-lyijy –törmäyksillä synnytettävän kvarkki-gluoni-plasman eli hyvin korkean lämpötilan ydinaineen ominaisuuksien tutkimisessa entistä tarkempi tieto ytimien kvarkki- ja gluonirakenteesta on suureksi eduksi”, Paakkinen kertoo.

Tutkimus on julkaistu JYU Dissertations -sarjassa, numero 115, 2019, Jyväskylän yliopisto. ISBN 978-951-39-7828-0 (PDF), URN:ISBN:978-951-39-7828-0, ISSN 2489-9003 Linkki julkaisuun: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7828-0 

FM Petja Paakkisen teoreettisen fysiikan väitöskirjan "New constraints for nuclear parton distribution functions from hadron–nucleus collision processes" tarkastustilaisuus pidetään 6.9.2019 klo 12 alkaen fysiikan laitoksen salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Juan Rojo (Vrije Universiteit Amsterdam, Alankomaat) ja kustoksena dosentti Hannu Paukkunen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanniksi.

Väitöskirjan ohjaajina ovat toimineet dosentti Hannu Paukkunen ja professori Kari J. Eskola.

Petja Paakkinen kirjoitti ylioppilaaksi Kuopion Lyseon lukiosta vuonna 2008. Hän aloitti fysiikan opinnot Jyväskylän yliopistossa syksyllä 2009 ja valmistui filosofian maisteriksi vuonna 2015 pääaineenaan teoreettinen fysiikka.

Lisätietoja:
Petja Paakkinen, petja.k.m.paakkinen@student.jyu.fi
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, puh. 050 581 8351
Jyväskylän yliopiston matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
Facebook: jyuscience Twitter: jyscience Instagram: jyscience

Avainsanat

Kuvat

Petja Paakkinen/Jyväskylän yliopisto
Petja Paakkinen/Jyväskylän yliopisto
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

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 mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Kansainvälinen tutkijaryhmä: Luontohaittojen hyvittäminen on velvoitettava lailla21.2.2020 09:45:11 EETTutkimus

Luontohaitat eli elinympäristöjen heikennykset ovat yksi suurimmista maailmanlaajuisista ihmiskunnan kohtaamista haasteista. Ihmisen itsensä aiheuttamat luontohaitat johtavat monenlaisiin ongelmiin: ne heikentävät luonnon monimuotoisuutta, kaventavat ruoantuotannon mahdollisuuksia, voimistavat ilmastomuutosta ja lisäävät konfliktien sekä luonnonkatastrofien riskejä. Jyväskylän yliopisto oli mukana kansainvälisessä, monitieteisessä tutkijaryhmässä, joka esittää keinoja luontohaittojen hillitsemiseksi. Ryhmän mukaan luontohaittojen hyvittäminen olisi velvoitettava lailla ja käyttöön olisi otettava maankäytön kansallinen kirjanpito esittelemään luonnovarojen käytön haitat ja hyödyt. Strategia julkaistiin Nature Sustainability –tiedejulkaisussa 10. helmikuuta 2020.

Jokereiden kotiyleisölle yhteispohjoismainen jääkiekkosarja houkuttelevampi vaihtoehto kuin jatkaminen KHL:ssä tai paluu Suomen Liigaan19.2.2020 07:30:00 EETTiedote

Jääkiekkojoukkue Jokereiden siirto Suomen Liigasta KHL:ään sekä joukkueen taival KHL:ssä omistuskytköksineen ja taloudellisine tappioineen on saanut vuosittain runsaasti julkisuutta. Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisen tiedekunnan tutkijat ovat selvittäneet muun muassa sen, mitä mieltä Jokereiden kotiyleisö on joukkueen KHL-tulevaisuudesta ja pääsylippujen hinnoista.

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