Aalto-yliopiston professori Mika A. Sillanpää on saanut Euroopan tutkimusneuvostolta 2,5 miljoonan euron ERC Advanced Grant -rahoituksen.
Kyseessä on jo kolmas hänelle myönnetty ERC-rahoitus. Vuonna 2009 hän sai lahjakkaille nuorille tutkijoille tarkoitetun ERC Starting Grantin ja vuonna 2013 uraansa rakentavien huippututkijoiden ERC Consolidator Grantin.
Sillanpää sai tuoreimman rahoituksen Guantum-nimiseen tutkimushankkeeseen.
Tutkimuksen tavoitteena on todeta painovoiman vaikutus kahden kultapallon kvanttimekaanisiin tiloihin ja värähtelyyn hyvin pienessä mittakaavassa ja äärimmäisen matalissa lämpötiloissa.
”Yritämme ratkaista tutkimuksella fysiikan sata vuotta vanhaa arvoitusta: sitä, että yleinen suhteellisuusteoria ja kvanttimekaniikka eivät tule toimeen keskenään”, Sillanpää kertoo.
Kultapallot värähtelevät herkästi
Guantum-hankkeessa tutkijat tuovat herkkinä värähtelijöinä toimivat, halkaisijaltaan puolen millimetrin kokoiset ja milligramman painoiset kultapallot kvanttimekaaniseen tilaan.
Kvanttimekaaninen tila on äärimmäisen suljettu järjestelmä, jossa ilmiöt voivat olla arkikäsityksen vastaisia.
Samalla he havainnoivat erittäin heikkoa painovoimaa, joka saa kultapallot vetämään toisiaan puoleensa.
Kokeessa kumpikin kultapallo lepää hyvin ohuen kalvon päällä siten, että pallot ovat lähellä toisiaan ja pääsevät värähtelemään.
”Valitsimme kullan siksi, että se on erittäin tiheää eli sen gravitaatio on maksimoitu, vaikka kultapallon koko onkin suhteellisen pieni”, Sillanpää kertoo.
”Alustavan datan perusteella värähtelijän hyvyysluku oli uskomattoman hyvä eli kvanttimekaanisen järjestelmän energian häviö on pieni.”
Kokeiluun ehkä muitakin alkuaineita
Tutkimusryhmä on valmis kokeilemaan kullan lisäksi muitakin alkuaineita.
Esimerkiksi osmium on hyvin tiheä mutta harvinainen alkuaine, joka suprajohteena soveltuu sähköisten energiahäviöiden minimoimiseen, suprajohteessa kun ei ole sähköisiä häviöitä.
Myös näytteen ohutkalvossa voi testata erilaisia materiaaleja ja sen antenneissa käyttää alumiinin sijasta muita suprajohteita, joissa on vielä pienemmät häviöt.
(Kuva Aalto-yliopisto) Mika A. Sillanpään ryhmä ratkoo sata vuotta vanhaa arvoitusta pienten kultapallojen ja äärimmäisen matalien lämpötilojen avulla.
