1/2016

Ei ihan gravitaatioaaltoja, mutta valon nopeutta kumminkin

Gravitaatioaaltojen löytyminen on vuosisadan tiedeuutinen. Sellainen mitattiin Yhdysvalloissa huipputarkoilla LIGO-mittalaitteilla. Samalla periaatteella toimivalla interferometrillä mittaillaan myös fysiikan laitoksen opiskelijalabrassa.

Martti Kauranen

 

Optiikka ja fotoniikka ovat monessa mukana, kertoo professori Martti Kauranen opiskelijalaboratorion interferometrin äärellä.

 

Professori Martti Kauranen esittelee TTY:n fysiikan laitoksen opiskelijalaboratoriossa olevaa Michelsonin interferometriä. Pöydällä oleva laite on alle metrin mittainen. Kun töpseli laitetaan seinään, punainen lasersäde haarautuu kahtia ja muodostaa peilien kautta kuljettuaan valkoiselle taustalle ympyräkuvion.

–Tämä on tällainen ihan perusmalli, jonka osaset maksavat ehkä muutamia satasia. Opiskelijat harjoittelevat tällä ilman ja lasin taitekertoimen määrittämistä eli valon nopeuden mittaamista eri väliaineissa, Kauranen selittää.

Maailmassa samantapaisia interferometrejä on käytetty jo 1800-luvun lopulla. TTY:n opiskelijalabrassa interferometri on ollut jo pitkään. Kauranen muistelee itsekin tehneensä vastaavia kokeita omana opiskeluaikanaan.

–Nämä ovat ihan perusmittauksia fysiikan opinnoissa.

Käsittämättömän tarkkaa

Gravitaatioaaltoja Yhdysvalloissa mittaava LIGO-interferometri on huippuunsa viritetty miljardiluokan versio periaatteessa samasta laitteesta.

Opiskelijamallissa haaran pituus eli lasersäteen kulkema matka on kymmenen senttimetriä suuntaansa. LIGO:ssa lasersäde kulkee edestakaisin neljä kilometriä pitkässä tyhjiöputkessa.

–LIGO on tarkin koskaan rakennettu mittalaite. Se on aivan käsittämättömän tarkka: Neljän kilometrin matkalla mitataan etäisyyksiä, jotka ovat vain tuhannesosia protonin koosta. Tähän tarkkuuteen pääsemiseksi lasersäteiden on kuljettava tyhjiössä ja laite on muutenkin suojattava häiriöiltä, Kauranen kertoo.

LIGO-laitteita on Yhdysvalloissa kaksi kappaletta 3000 kilometrin etäisyydellä toisistaan, toinen Louisianan ja toinen Washingtonin osavaltiossa. Italiassa on lisäksi yksi ja Intiaan suunnitteilla toinen.

–Kun mittaukset ovat näin tarkkoja, ne ovat hyvin herkkiä ympäristön häiriöille. Jos kuitenkin useampi mittalaite huomaa saman ilmiön, voidaan ympäristön aiheuttamaa epävarmuutta tuloksiin vähentää. Useampi mittalaite mahdollistaa myös sen, että gravitaatioaaltojen tulosuunta saadaan tarkemmin selville.

Mukana vähän kaikessa

Gravitaatioaaltojen löytyminen herätti paljon kiinnostusta myös fysiikan laitoksella.

–Gravitaatioaaltojen löytymisestä tuli ennakkotieto ja laboratorion porukka kokoontui neuvotteluhuoneeseen katsomaan julkistustilaisuutta suorana. Kyllä tämä on löytö, josta jokin taho vielä saa Nobelin, Kauranen veikkaa.

Optiikka ja fotoniikka on kahminut Nobeleita viime aikoina useampiakin, eikä ihme. Sovelluksia kun on avaruuden tutkimuksesta lääketieteeseen ja vaikkapa nyt jo aivan arkipäiväisiin led-valoihin saakka.

–Tämä on ala, joka vaikuttaa vähän kaikkeen, Kauranen sanoo.

Teksti ja kuva: Sanna Schildt

 
Kerro kaverille
Valo tuottaa liikettä
Valo tuottaa liikettä
1/2016
Valo tuottaa liikettä
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
1/2016
Laser paljastaa veden epäpuhtaudet
Valoa strategiaan
Valoa strategiaan
1/2016
Valoa strategiaan
Ennätyslasereita uusille aallonpituuksille
Ennätyslasereita uusille aallonpituuksille
1/2016
Ennätyslasereita uusille aallonpituuksille
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
1/2016
Euroopan tiede- ja taideakatemia kutsuu
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
1/2016
Tunneäly yhdistää ihmiset, tekniikan ja talouden
Anna aihe kandityöhön
Anna aihe kandityöhön
1/2016
Anna aihe kandityöhön
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
1/2016
Lasten akatemiassa opitaan roboteista
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla
1/2016
Uudet professorit esittäytyivät TTY-viikolla

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi