Uutiset

Perustieteiden korkeakouluun viisi uutta akatemiatutkijaa

Julkaistu: 8.6.2021

Manohar Kumar tutkii kvantti-informaatiota, Ivan Lomakin 3D-atomidataa, Kezilebieke Shawulienu eksoottisia materiaaleja, Arno Solin todennäköisyyspohjaisia periaatteita ja neuroverkkomalleja sekä Marijn van Vliet aivojen eri näkö- ja kuulojärjestelmiä.

Research Fellow Manohar Kumar tutkii eksoottisia hiukkasia grafeenissa. Nämä kvasipartikkelit johtuvat hiukkasten vuorovaikutuksesta ympäristön kanssa. Elektronit voivat esimerkiksi menettää yksilölliset ominaisuutensa tai luoda uudenlaisia hiukkasia, joiden varaus on pienempi kuin elektronin. Nämä hiukkaset eivät ole fermioneja eikä bosoneja, vaan näiden kvasipartikkeleiden nimi on anyon. Kumar aikoo tutkia vielä eksoottisempia hiukkasia, joita kutsutaan ei-abelialaisiksi anyoneiksi grafeenissa. Näillä hiukkaset pystyvät muistamaan niiden kvanttitilan. Kvantti-informaatiota voidaan siis tallentaa ja käsitellä käyttämällä näitä eksoottisia hiukkasia.

Tutkijatohtori Ivan Lomakin kehittää teknologiaa 3D-atomidatan rekonstruoimiseksi. Tällä tavoin saadaan uutta tietoa korkean entropian ja amorfisten seosten käytöstä niidenmikrorakenteen ja ominaisuuksien välisten suhteiden paljastamiseksi. Matemaattinen malli rakennetaan käyttäen tilastollisia lähestymistapoja ja edistyneitä laskentatekniikoita, kuten koneoppimisalgoritmeja. Hanke toteutetaan yhteistyössä ranskalaisen Rouen Normandien yliopiston (Ranska) ja saksalaisen Karlsruhen teknillisen instituutin (Karlsruhe, Saksa) kanssa.

Tutkijatohtori Kezilebieke Shawulienun projekti keskittyy van der Waals -materiaalien ja niiden atomitasolla hallittujen heterorakenteiden valmistukseen uusien eksoottisten designer-materiaalien luomiseksi. Tulevaisuuden elektroniikan innovaatiot perustuvat kykyyn ymmärtää ja hallita elektronisia ilmiöitä uusissa materiaaleissa kvanttitasolla.

Apulaisprofessori Arno Solin pyrkii yhdistämään todennäköisyyspohjaisia periaatteita neuroverkkomalleihin. Tarkoituksena on parantaa näiden mallien tulkittavuutta, robustiutta ja luotettavuutta tosimaailman sovelluksissa. Todennäköisyyspohjaiset mallit voivat myös auttaa malleja ymmärtämään mitä ne eivät tiedä ja toisaalta hahmottamaan niiden ennusteisiin liittyviä epävarmuuksia. Tämä hanke jakautuu kahteen osaan. Ensimmäinen koskee mallien rakentamista siten, että niiden rakenteessa voidaan huomioida ennakkotietoa. Toinen osa koskee tilastollista päättelyä ja oppimista mallien piiloavaruudessa sellaisissa sovelluksissa, jossa mallilla on aikariippuvaa käytöstä.

Tutkijatohtori Marijn van Vliet luo tietokonemalleja aivojen eri näkö- ja kuulojärjestelmistä syväoppimisen avulla. Hän tutkii, kuinka aivojen lukemis-, puhe- ja muistijärjestelmät vuorovaikuttavat keskenään, ja kuinka uudet järjestelmät rakentuvat vanhojen päälle. Sekä aikuisilta että lapsilta mitattava aivotoiminta ohjaa näiden mallien suunnittelua. Tavoitteena on luoda tietokonemalli, joka pystyy ratkaisemaan joitakin perustehtäviä kuten yksittäisten kirjoitettujen tai puhuttujen sanojen tunnistamisen. Tietokonemallin aktiivisuus asetetaan vastaamaan samaa tehtävää tekevän ihmisen aivotoimintaa.

Lisäksi Eveliina Peltola siirtyy Jyväskylän yliopistosta apulaisprofessoriksi matematiikan ja systeemianalyysin laitokselle. Lue lisää Peltolan tutkimuksesta.