Euroopan tutkimusneuvostolta yhteensä 4,57 miljoonaa euroa kolmelle TKK:n tutkijalle
03.09.2009
Euroopan tutkimusneuvosto ERC on myöntänyt kolmelle TKK:n tutkijalle viisivuotisen nuoren tutkijan ERC Starting Grant -apurahan, yhteensä noin 4,57 miljoonaa euroa. Dosentti Ville Pulkille myönnettiin 1,88 Me tilaäänen teknologian ja psykofysiikan tutkimukseen, Kylmälaboratorion akatemiatutkija Tero Heikkilälle 1,32 Me lämpötroniikan tutkimukseen ja akatemiatutkija Mika Sillanpäälle 1,37 Me kvanttitietokoneen tutkimukseen.
Ville Pulkki tutkii tilaäänen teknologiaa ja psykofysiikkaa
Dosentti Ville Pulkin tutkimus on jaettu kahteen osaan: tilaäänen teknologia ja tilaäänen psykofysiikka. Tilaäänellä (spatial sound) tarkoitetaan akustiikkaa ja audiotekniikkaa, missä tutkitaan äänen käyttäytymistä tilassa, sitä kuinka ihminen havaitsee äänen tilaominaisuudet (äänilähteen suunta, etäisyys, värittyminen, tilan tuntu) sekä tilaäänen teknologiaa.
Tilaäänen teknologia perustuu Pulkin tutkimusryhmineen aiemmin kehittämään Directional Audio Coding (DirAC) tilaäänentoistomenetelmään. Menetelmä mahdollistaa tilaäänen tallentamisen sellaisessa muodossa, joka pystytään toistamaan millä tahansa kaiutinjärjestelmällä tai kuulokkeilla.
Tutkimuksen toinen haara, tilaäänen psykofysiikka, tutkii ihmisen tilaäänen havaitsemista ylipäänsä.Tutkimuksen tarkoituksena on saada tarkempaa tietoa äänikentän ihmiselle tärkeistä ominaisuuksista. Eräs tutkimuskohde on kuinka tarkasti ihminen osaa kuulon perusteella määritellä äänilähteen leveyden: voiko esimerkiksi meren kohinasta kuulla rantaviivan pituuden tai laiturin paikan.
Tero Heikkilä tutkii lämpötroniikkaa nanojohteissa
TKK:n Kylmälaboratoriossa toimivan akatemiatutkija Tero Heikkilän tutkimusaihe on suurelta osin Kylmälaboratoriossa kehitetty nanojohteiden lämpötroniikka ja sen teoreettinen tutkimus.
Lämpötroniikassa tutkitaan lämmön johtumista alle mikrometrin (metrin miljoonasosa) kokoisissa nanojohteissa. Ala yhdistää johteiden sähkönkuljetuksen kvanttimekaanisen kuvauksen niiden termodynaamisiin ominaisuuksiin.
Vaikka nyt rahoitetun tutkimuksen luonne on pääosin teoreettista perustutkimusta, sillä on myös useita yhteyksiä sovelluksiin. Teoriasta on hyötyä muun muassa suprajohtavien säteilynilmaisimien kehityksessä, jota tehdään yhteistyössä VTT:n kanssa. Näihin ilmaisimiin perustuva lämpökamera pystyy erottamaan vaikkapa ihmiskehon ja taskussa olevan veitsen lämpötilaeron. Tällainen VTT:n kehittämä lämpökamera tulee koekäyttöön Helsinki-Vantaan lentokentälle jo tämän vuoden aikana. Samantyyppisiä ilmaisimia käytetään esimerkiksi myös kosmisen säteilyn tutkimukseen.
Yksi Kylmälaboratoriossa kehitettävä lämpötroniikan sovellus on suprajohtaviin nanorakenteisiin perustuva sähköinen jäähdytys. Tavoitteena on korvata osa nykyisestä hitaasta ja kalliista jäähdytyskalustosta, joka perustuu heliumin eri isotooppien pumppaamiseen. Sovelluskohteita ovat termiset säteilynilmaisimet, kvanttilaskenta ja tarkat voima- ja massa-anturit, jotka toimivat parhaiten ultrakylmissä olosuhteissa.
Mika Sillanpää tutkii kvanttitietokoneen toteutusta
Teknillisen korkeakoulun Kylmälaboratorion akatemiatutkija Mika Sillanpään tutkimusaihe liittyy kvanttitietokoneen toteuttamiseen käyttäen mikromekaanisia värähtelijöitä, jotka toimivat matalissa lämpötiloissa lähellä absoluuttista nollapistettä eli -273 C lämpötiloissa.
Kvanttitietokoneen rakentamiseksi kvanttimekaniikan teoriaa joudutaan vielä testaamaan kokeellisesti yhä suuremmissa ja monimutkaisemmissa systeemeissä. Fyysikoiden tavoitteena on havaita energiakvantteja, tai kvanttimekaniikan ennustamia muita epäintuitiivisia ilmiöitä – kuten superpositiotiloja – joissa kappaleet sijaitsevat yhtaikaa eri paikoissa, jokapäiväisen elämämme mittaskaalassa. Kvanttimekaniikassa tunnetaankin paradoksi Schrödingerin kissasta, joka on yhtaikaa elävä ja kuollut.
Nyt rahoitettu tutkimus on toisaalta perustutkimusta, missä pyritään testaamaan fysiikan perusteita tekemällä herkkiä mittauksia värähtelevistä, mikromekaanisista rakenteista matalissa lämpötiloissa. Sillanpään tutkimuksessa värähtelijä pyritään saamaan Schrödingerin kissan tapaiseen epätavalliseen kvanttitilaan. Tällainen tila on hyvin lupaava kandidaatti herkäksi ja pitkäkestoiseksi kvanttibitiksi.
Rahoitetun tutkimuksen tuloksena mikromekaanisia värähtelijöitä voidaan ehkä käyttää tulevaisuudessa kvanttitietokoneessa kvanttibitteinä, ja niihin kytkettyjä suprajohtavia Josephsonin liitoksia kvanttitietokoneen tiedonsiirtoväylänä.
TKK:lle aiemmin myönnetyt ERC-apurahat
TKK:n nyt lähettämästä seitsemästä ERC Starting Grant -hakemuksesta kolmelle myönnettiin rahoitusta. Aiemmin TKK:lle on myönnetty ERC:n Advanced Grant (varttuneen tutkijan apuraha) Kylmälaboratorion Riitta Harille (v. 2008) ja Starting Grant -apuraha akustiikan laboratorion tietoliikenneohjelmistojen ja multimedian laboratorion akatemiatutkija Tapio Lokille (v. 2007).
Euroopan tutkimusneuvoston (ERC) tarkoituksena on tukea huippututkijoiden tekemää perustutkimusta. Tärkeimmät rahoitusmuodot ovat ERC Advanced Grant jo paikkansa alojensa kärjessä vakiinnuttaneille tutkijoille sekä nyt toista kertaa jaettu ERC Starting Grant erittäin lupaaville nuorille tutkijoille.
Lisätietoa ja kuvat painokelpoisina Teknillisen korkeakoulun sivuilla.
