Tutkimus

Huomattava ERC-rahoitus Robert Ficklerille kiertyneiden ionien tutkimukseen

Kvanttiteknologian tutkija tutkimuslaboratoriossa koneiden keskellä
Robert Fickler tutkii kvanttifysiikan ilmiöitä yliopiston laboratoriossa Hervannan kampuksella. Kuva: Jonne Renvall / Tampereen yliopisto
Tampereen yliopiston tenure-track professori Robert Ficklerille on myönnetty arvostettu Euroopan tutkimusneuvoston 1,5 miljoonan euron arvoinen nuoren tutkijan apuraha (ERC Starting Grant) kvanttitieteen tutkimukseen. Ficklerin TWISTION-hankkeessa kehitetään uudenlaista, kiertyneisiin ioneihin perustuvaa työkalua.

Uusi kvanttitieteen tutkimusalue tarkastelee aineaaltojen, eli aaltomaisesti käyttäytyvien hiukkassäteiden, poikittaisrakenteen muokkaamiseen vaadittavia tekniikoita ja rakenteen muokkaamisen vaikutuksia. Tutkimuksen ytimessä on yksi kvanttifysiikan peruskäsitteistä, aaltohiukkasdualismi, jonka mukaan aineella on sekä aaltoliikkeen että hiukkasten ominaisuuksia. Klassisessa fysiikassa aallot ja hiukkaset ovat tiukasti erillisiä käsitteitä.

Aaltohiukkasdualismia tutkitaan laboratorioympäristössä

TWISTION on tutkimushanke, jossa tutkijoiden tavoitteena on luoda ensimmäistä kertaa poikittaisrakenteeltaan muokattuja aineaaltoja raskaista, sähköisesti varautuneista atomeista eli ioneista. Tutkimuksen päätavoitteena on tuottaa ionisäde, jolla on ruuvimaisesti kiertynyt aallon rakenne. Ionisäteen avulla on mahdollista tutkia vielä tuntemattomia kiertyneiden ionien vuorovaikutusmekanismeja.

Kansainvälisesti tunnettuna kvanttioptiikan asiantuntijana Robert Fickler pyrkii viemään uudelle tasolle tämän kvanttitieteen osa-alueen, joka sijaitsee optiikan ja atomifysiikan rajapinnalla.

– Olen innoissani, että pääsen nyt aloittamaan kunnianhimoisen hankkeen, jota olen suunnitellut jo muutaman vuoden ajan. Voimme nyt tutkia perusteellisesti niitä kvanttifysiikan kauneimpia piirteitä, joita on samalla vaikeinta selittää arkijärjellä. Aiomme osoittaa, että vapaasti etenevillä ioneilla, joita usein kuvataan pieninä hiukkasina, on myös aaltomaisia ominaisuuksia. Ehkä vielä kiinnostavampaa on se, että aiomme tarkastella myös tämän aaltohiukkasdualismin suoria vaikutuksia. Esimerkiksi sitä, voiko aineaaltojen kierteisyys vaikuttaa hiukkasmaisten ionien sisäiseen rakenteeseen, Fickler kertoo.   

Kiertyneet aineaallot toimivat nanoantureina

Robert Fickler tekee tutkimustyötä Tampereen yliopistossa, joka on yksi maailman johtavista yliopistoista fotoniikan alalla ja koordinoi Suomen akatemian fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaivaa PREINiä.

Viisivuotisen ERC-rahoituksen avulla Fickler rekrytoi ryhmän tutkijoita tekemään uudenlaista kokeellista tutkimusta atomifysiikan ja kvanttioptiikan rajapinnalla. Hanke laajentaa Tampereen yliopiston fotoniikan tutkimusta ja nostaa yliopiston merkittäväksi tekijäksi atomi- ja kvanttitieteessä.

Uusi hanke hyötyy Tampereen yliopiston tutkimusympäristön omista nanofabrikaatio-mahdollisuuksista aineaaltojen tutkimuksessa tarvittavien uusien työkalujen kehittämiseen, sekä hyvin varustellusta Mikroskopiakeskuksesta. Näin tutkimuksen tuloksia päästään soveltamaan käytäntöön jo aikaisessa vaiheessa.  

– Tutkimuksen päätavoitteena on edistää alan perustutkimusta ja lisätä tietämystämme kvanttimaailmasta, mutta hankkeessa kehitettäviä työkaluja voidaan hyödyntää myös tulevaisuuden kvanttiteknologioiden kehittämisessä. Esimerkiksi kiertyneet aineaallot voivat toimia nanoantureina, jotka tuovat uusia toiminnallisuuksia elektroni- ja ionimikroskooppeihin, Fickler lisää.

ERC Starting Grant -rahoitusta nuorille huippututkijoille  

TWISTION-hanketta rahoittaa Euroopan tutkimusneuvosto, joka myöntää rahoitusta huippututkijoille uraauurtavaan tutkimukseen. Rahoituksen ainoa kriteeri on hankkeen tieteellinen laatu. ERC Starting Grant -rahoitus on tarkoitettu uransa alkuvaiheessa oleville tutkijoille, joiden tohtorintutkinnosta on kulunut 27 vuotta. ERC-rahoitusta on myönnetty 11 Tampereen yliopiston tutkijalle vuodesta 2015.  

ERC Starting Grant -apurahoja myönnettiin nyt ensimmäistä kertaa uuden Horisontti Eurooppa -ohjelman puitteissa. Lue lisää ERC Starting Grant -rahoituksesta.

Lisätiedot

Robert Fickler
puh. 050 447 8492
robert.fickler [at] tuni.fi

 

Teksti: Anna Aatinen
Kuva: Jonne Renvall

 

Aiheeseen liittyviä uutisia

Uusimmat uutiset kategoriassa Tutkimus

Uusimmat uutiset