Uutiset

Hauska ongelmanratkaisu palkittiin fysiikan Nobelilla

Aallossa tutkijavierailulla oleva Michael Kosterlitz paljasti eksoottisten aineiden ominaisuudet, koska ei tiennyt niiden olevan mahdottomia.

Nobel pisti Kosterlitzin tutkijavierailun suunnitelmat uusiksi.

Punatiilirakennuksen käytävällä on leppoisa tunnelma. Kahvia hörppäävän parrakkaan professorin elämästä perusarki on kuitenkin nyt kaukana.

”En saanut adrenaliinin takia unta, ja nyt postilaatikossa odottaa yli 800 sähköpostia”, kertoo Michael Kosterlitz, joka yhdessä David Thoulessin ja Duncan Haldanen kanssa sai tällä viikolla fysiikan Nobel-palkinnon ”topologisten faasimuutosten ja aineen topologisten faasien teoreettisesta ratkaisemisesta”.

”Tämä on ihan epätodellista. Tulin tänne pariksi kuukaudeksi tekemään tutkimusta, mutta nyt näyttää, että viimeisen kuukauden suunnitelmat menevät uusiksi”, Aallossa Visiting Fellow -tutkijana professori Tapio Ala-Nissilän kanssa työskentelevä tuore nobelisti jatkaa hymyillen.

25 vuotta yhteistyötä

Topologia on portaittain muuttuvia ominaisuuksia kuvaava matematiikan haara, ja faasilla puolestaan tarkoitetaan aineen olomuotoa. 1970-luvulla Kosterlitz ja Thouless osoittivat topologian avulla, että vaikka yhden atomikerroksen paksuiset 2D-materiaalit eivät ole järjestäytyneet samalla lailla kuin 3D-materiaalit, niillä on matalissa lämpötiloissa oma selvä järjestyksensä, joka hajoaa, kun sen muodostavat pyörre- ja vastapyörresidokset hajoavat lämmittämisen seurauksena. Toisin kuin tiedeyhteisö oli uskonut, niillä oli siis myös omat faasimuutoksensa ja ne saattoivat olla suprajohtavia.

”Koska olin nuori ja tietämätön, minulta puuttuivat sovinnaisen tiedon rajoitteet, ja näin vain kiinnostavan, omituisen fysiikan ongelman, jota oli hauska ratkoa”, Kosterlitz virnistää.

Tapio Ala-Nissilä ja Michael Kosterlitz tutustuivat Brownin yliopistossa.

Nobelistille kyseessä oli nimenomaan teoria, jolle hän ei kaavaillut sovelluksia. Myöhemmin eksoottisia, rakenteeltaan tuntemattomia, aineita on alettu tutkia innokkaasti ja niille on löydetty mahdollisia sovelluskohteita elektroniikasta materiaalitieteisiin. Kosterlitzin Aallon vierailua isännöivä Ala-Nissilä tutkii muun muassa faasimuutosten hyödyntämistä lämmön varastoimisessa. Nyt he tutkivat yhdessä pintarakenteita ja kehittävät uutta teoreettista lähestymistapa nestemäisen aineen kiinteytymiseen.

”Tutustuin Tapioon, kun hän vieraili Brownin yliopistossa tutkijatohtorina”, Kosterlitz muistelee.

”Yhteistyömme on jatkunut nyt 25 vuotta. Työskentely Aallossa on hyvin erilaista kuin kotona, jossa keskityn teoriaan, kun taas täällä on erikoistuttu teknillisempään materiaalifysiikkaan. On ollut mahtavaa huomata, miten paljon kiehtovia ongelmia materiaalitutkimukseen liittyy – ja siksi haluan palata tänne aina uudestaan.”

Laskennallisen nanotieteen huippuyksikkö COMP (comp.aalto.fi)

Mediakyselyt

Milla Eronen
Aalto-yliopiston viestintä
p. 050 384 1785
[email protected]

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Utuinen ihmishahmo näyttää kävelevän pois päin, varjo heijastuu vaalealle pinnalle
Tutkimus ja taide, Opinnot, Yliopisto Julkaistu:

Maisteriopiskelijoiden näyttely Suomen valokuvataiteen museossa

Valokuvataiteen pääaineen maisteriopiskelijoiden MoA in Photography 23 -näyttely on esillä 12. maaliskuuta asti.
Nainen rannalla tuulisella säällä hymyilee, taustalla meri kuohuaa
Nimitykset, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Professori Ranja Hautamäki: ”Monimuotoinen kaupunkiluonto on keskeinen tekijä hyvinvoinnin ja hiilinielujen lisäämiseksi”

Maisema-arkkitehtuurin professori ratkoo ilmastonmuutoksen hillintää ja kaupunkiluonnon hiilinieluja koskevia kysymyksiä.
NASAn Curiosity-mönkijä kuvaama pölypyörre Marsin Gale-kraatterissa. Kuvankäsittely: Henrik Kahanpää. Alkuperäinen kuva: NASA / JPL-Caltech
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Marsin sää vaihtelee rajusti, mutta sen ilmasto ei ole muuttumassa

Väitöstutkimuksessaan Henrik Kahanpää myös kyseenalaistaa Marsin pölypyörteisiin liittyvän vallitsevan käsityksen. Tutkijana hän toivoo, että ihminen ei koskaan menisi Marsiin.
A portrait of Laureen Mahler.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Laureen Mahler luo origamitaitosten avulla biopohjaisia ja myös katseita kestäviä pakkauksia

Monet pakkausteollisuuden tuotteet perustuvat muoviin ja muihin fossiilipohjaisiin materiaaleihin. Aalto-yliopiston Bioinnovaatiokeskuksessa kehitetään origamitaitoksiin perustuvia ekologisia pakkausratkaisuja, joilla on arvoa myös kauniina esineinä.