02.06.2023 Kvanttiväridynamiikkaa ultraperifeerisissä ydintörmäyksissä (öäԱ)
”Mitä aine on?” Tuo kysymys tuntuu varmasti monelta merkitykselliseltä ja mielenkiintoiselta. Eikä ihme! Kysymys on vaivannut ihmiskuntaa aina muinaisista kreikkalaisista lähtien, joiden suusta olemme suomen kieleenkin perineet lainasanan atomi.
Atomien ajateltiin pitkän aikaa olevan pienin mahdollinen luonnon rakennuspalikka, mutta viime vuosisadan tieteelliset läpimurrot muuttivat tämän käsityksen. Ensiksi atomin havaittiin muodostuvan ytimestä ja sen ympärillä olevasta elektronipilvestä. Atomiytimen ymmärrettiin puolestaan muodostuvan niin kutsutuista nukleoneista, protoneista ja neutroneista, jotka puolestaan muodostuvat vielä pienemmistä alkeishiukkasista. Nyky-ymmärryksen mukaan maailmankaikkeudessa on – riippuen laskentatavasta – 18 alkeishiukkasta, jotka vuorovaikuttavat toistensa kanssa neljän erilaisen perusvuorovaikutuksen kautta.
Yksi näistä perusvuorovaikutuksista on vahva ydinvuorovaikutus, jota voidaan kuvata kvanttikenttäteorialla nimeltä kvanttiväridynamiikka (QCD). Tämän teorian viitekehyksessä voimme tarkastella sitä miten kvarkit ja gluonit, joita kollektiivisesti kutsutaan partoneiksi, ovat jakautuneet nukleonien sisälle.
– Työni tarkastelee mahdollisuutta tutkia partonien todennäköisyysjakaumia ytimissä olevien nukleonien sisällä, siis aineen rakennetta, uudenlaisessa kontekstissa, paljastaa väitöskirjatutkija Topi öäԱ.
Jyväskylän yliopiston QCD-ryhmä on maailman kovinta kärkeä erityisesti nukleonien sisällä olevien partonien ydinkorjausten tutkimuksessa. Työ on osa QCD-ryhmän isompaa tavoitetta, jossa pyritään määrittämään ydinpartonijakaumat mahdollisimman tarkasti niin kutsutun statistisen globaalin analyysin kautta.
– Nämä saamani tulokset ovat osa aivan ensimmäisiä askelia sillä tiellä, jonka päässä seisoo täydellinen aineen rakenteen ymmärtäminen, kertoo öäԱ.
Tämä väitöskirjatutkimus on osa Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen, ”Helsinki Institute of Physics”-organisaation QCD-teoria projektin sekä Suomen Akatemian ”Center of Excellence in Quark Matter”-projektin tutkimusta. Väitöskirjatutkimusta ovat tukeneet taloudellisesti myös Magnus Ehrnroothin säätiö sekä Suomen Akatemian projekti 330448.
FM Topi Löytäisen väitöskirja ”Exclusive Photoproduction of Heavy Vector Mesons in Ultraperipheral Nuclear Collisions” tarkastetaan 02.06.2023 klo 12:00 Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii emeritus professori Paul Hoyer (Helsingin yliopisto) ja kustoksena tohtori Hannu Paukkunen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Topi öäԱ on kirjoittanut ylioppilaaksi Tampereen Lyseon lukion IB-linjalta 2011 ja filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopistosta 2018 pääaineenaan teoreettinen fysiikka. Väitöskirjatutkimus on osa Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen, ”Helsinki Institute of Physics”-organisaation QCD-teoria projektin sekä Suomen Akatemian ”Center of Excellence in Quark Matter”-projektin tutkimusta. Väitöskirjatutkimusta ovat tukeneet taloudellisesti myös Magnus Ehrnroothin säätiö sekä Suomen Akatemian projekti 330448.
Julkaisutiedot
Väitöskirja ”Exclusive Photoproduction of Heavy Vector Mesons in Ultraperipheral Nuclear Collisions” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: