TkT Mika A. Sillanpää nimitetty fysiikan professoriksi
17.07.2012
- Haluan nähdä luonnon ihmeet omin silmin. On valtava ilo havaita tämä kaunis koneisto toiminnassa, ja ymmärtää sen piirteitä yleisistä loogisista periaatteista lähtien. Tästä syystä päätin ryhtyä kokeelliseksi fyysikoksi.
Mika A. Sillanpää aloitti tenure track -taipaleensa Perustieteiden korkeakoulun Teknillisen fysiikan laitoksella aprillipäivänä 1.4.2012. Hänet nimitettiin määräaikaisena Associate Professor -tasolle.
Sillanpää valmistui diplomi-insinööriksi Teknillisen korkeakoulun, TKK:n, Teknillisen fysiikan ja matematiikan koulutusohjelmasta 1999, ja tekniikan tohtoriksi TKK:lta 2005. Hän teki väitöskirjatyönsä TKK:n Kylmälaboratoriossa (nykyään O.V. Lounasmaa -laboratorio, OVLL).
Nuoruuden haavetta toteuttamassa
Monet tutkijat eivät vielä nuorena arvanneet päätyvänsä alalle. Sillanpää kuitenkin teki päätöksen urasuunnitelmistaan jo 11-vuotiaana.
- Kirjoitin tuolloin päiväkirjaani, että minusta tulee isona fyysikko, Sillanpää naurahtaa.
Riippumatta siitä, kuinka tämä ratkaisu loppujen lopuksi vaikutti Sillanpään uravalintaan, hän on aina ollut kiinnostunut luonnosta.
- Äitini kertoi, että olin tohkeissani tähtitaivaasta ennen kuin osasin puhua. Myöhemmin haaveilin hiukkasfysiikasta, kuten monet luonnontieteestä kiinnostuneet tenavat. Suuret kysymykset houkuttelivat. Ala-asteella kirjoitin aineen elämästäni hiukkasfyysikkona, ja minut valittiin lukemaan aine koulun kevätjuhlassa. Vanhempani ajattelivat, että se oli vakavaa, ja järjestivät vierailun hiukkastutkimuskeskukseen Cerniin.
Otaniemen ja TKK:n Sillanpää valitsi opiskelupaikakseen, koska täkäläinen fysiikan koulutusohjelma on kiistatta maan paras. Vaikka hän oli edelleen kiinnostunut hiukkasfysiikasta, hän teki hieman käytännönläheisemmän valinnan, koska hyvin abstraktilla alalla elannon saanti voi olla vaikeampaa.
Sillanpään nykyinen tutkimusaihe ei kuitenkaan ole yhtään vähemmän suurisuuntainen kuin hänen lapsuuden unelmansa.
- Olen kiinnostunut suurista kysymyksistä. Haluan tietää onko mahdollista, että makroskooppisilla kappaleilla on kvanttifysiikasta tunnetuttuja piirteitä, jotka ovat merkittäviä yleensä vain atomien tai molekyylien mittakaavassa, hän selittää.
Kvanttifysiikkaa matalissa lämpötiloissa
Väitöskirjassaan Sillanpää teki mittauksia makroskooppisista kvanttimekaanisista ominaisuuksista Josephson-liitoksissa. Koska kohina tuhoaa heikot kvantti-ilmiöt, ja koska lämpö on eräänlaista kohinaa, nämä kokeet tehdään lähellä absoluuttista nollapistettä noin 20 milli-Kelvinin lämpötilassa.
Vuosina 2005-2007 hän työskenteli National Institute of Standards and Technology (NIST) -tutkimuslaitoksessa Coloradossa postdoc-tutkijana. Tässä projektissa hän kehitti suprajohtavia kvanttibittejä toisiinsa liittävän "kvanttiväylän". Tärkein fysiikan populaarilehti valitsi tämän löydön yhdeksi kahdestatoista tärkeimmästä löydöstä fysiikan alalla vuonna 2007.
Vuonna 2007 Sillanpää palasi Kylmälaboratorioon, ja kiinnostui mahdollisuudesta havaita makroskooppisia kvantti-ilmiöitä liikkuvissa kappaleissa.
- Kvanttimekaniikka ennustaa, että värähtelevät kappaleet voivat olla kahdessa paikassa yhtaikaa. Tämä on vähän sama asia kuin kuuluisa paradoksi Schrödingerin kissasta, joka voi olla yhtaikaa elävä ja kuollut. Näiden ilmiöiden kokeellinen todentaminen tulee olemaan erittäin vaikeaa, mutta on varmasti hurjan mielenkiintoinen seikkailu, Sillanpää kuvaa innostuneesti.
Sillanpää perusti tutkimusryhmän tähän työhön arvostetun ERC Starting Grant -rahoituksen turvin vuoden 2010 alussa. - Koska kvantti-ilmiöiden ennustetaan olevan selvimpiä pienehköissä kappaleissa, tutkimme mikromekaanisia resonaattoreita, joiden koko on mikrometrien luokkaa. Emme ole perillä, mutta hyvässä vauhdissa, hän jatkaa.
Kvanttifysiikan perusteiden parissa tehtävä työ on lähes puhdasta perustutkimusta. Eräs sovelluksiin viittaava motivaatio Sillanpään tutkimukselle on kuitenkin käyttää makroskooppisia kvanttitiloja kvanttibittinä eli kubittina tulevaisuuden kvanttitietokoneessa.
Yhteistyötä yli laitosrajojen
Viime vuonna hänen tutkimusryhmänsä esitti yhdessä Kylmälaboratorion Pertti Hakosen ja Tero Heikkilän tutkimusryhmien kanssa, kuinka mikromekaanisia resonaattoreita voidaan käyttää lähellä kvanttimekaanista rajaa toimivana vahvistimena. Tutkimustulos julkaistiin arvostetussa Nature-tiedelehdessä.
Sillanpään valinta toiseen Teknillisen fysiikan laitoksella avoinna olleeseen kiinteän aineen fysiikan tenure track -professuuriin vahvistaa myös kontaktia O.V. Lounasmaa -laboratorion ja Teknillisen fysiikan laitoksen välillä.
- Kokeellinen laboratorioni pysyy OVLL:ssä. Tämä erinomainen diili sopi sekä professori Pertti Hakoselle OVLL:stä että professori Matti Kaivolalle fysiikan laitokselta. Pystyn keskeytyksettä jatkamaan kokeellista työtä OVLL:ssä, sekä osallistumaan laitoksen toimintaan, kuten opetukseen.
Sillanpää on alan tunnettu tutkija, ja hän on julkaissut neljä artikkelia Nature- ja Science-lehdissä, ja yhdeksän artikkelia muissa korkean impact-factorin lehdissä. Hänelle myönnettiin viime vuonna International Union of Pure and Applied Physics (IUPAP) -järjestön Young Scientist Prize -palkinto Josephson-liitosten kvantti-ilmiöiden parissa tehdystä työstä.
- Tämä seikkailu ei ole koskaan tylsää. Jokainen päivä kokeellisen fyysikon elämässä on erilainen ja ennustamaton. Tämä on kerrassaan mahtavaa puuhaa, Sillanpää kiteyttää.
Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulun verkkosivut. (sci.aalto.fi)
