23.9.2022: Kvanttikoherenssin tarkka kuvailu lisää ymmärrystä aineen ja antiaineen epäsymmetriasta (Jukkala)
Koherenssi on keskeisessä roolissa kvanttifysiikassa. Klassisessa fysiikassa koherenssi kuvaa aaltojen kykyä interferoida, ja sama kuvailu pätee myös kvanttifysiikassa, jonka mukaan hiukkasillakin on aaltoluonne. Kvanttikoherenssi saattaa olla merkittävässä roolissa joissakin hiukkasfysiikan ratkaisemattomissa ongelmissa, kuten aineen ja antiaineen epäsymmetrian selittämisessä. Myös esimerkiksi neutriino-oskillaatiot ovat seurausta koherenttien neutriinojen interferenssistä.
Väitöstutkimuksessaan Jukkala keskittyy koherenssin kuvailemiseen kvanttikenttäteoreettisen kuljetusteorian menetelmillä.
"Tätä ei ole aiemmin tietääkseni juurikaan tehty muualla kuin Jyväskylässä. Koherenssi on kvanttikenttäteorian käsitteistössä hieman piilossa, ja sitä pitää vähän kaivella esiin", Henri Jukkala kertoo.
Tutkimuksessa jatkokehitetään professori Kimmo Kainulaisen johtaman tutkimusryhmän aiempaa cQPA-menetelmää, ja muotoillaan tähän pohjautuen uusi lokaali approksimaatiomenetelmä. Näiden menetelmien avulla kvanttikoherenssi voidaan ottaa teoreettisissa laskuissa tarkemmin huomioon ja sen vaikutusta voidaan kvantifioida.
Kehitetyn koherentin menetelmän avulla tutkimuksessa myös lasketaan tarkasti resonantissa leptogeneesissä syntyvä aineen ja antiaineen epäsymmetria. Tulosten perusteella perinteisemmät menetelmät eivät aina riitä, ja koherentteja kvanttikuljetusyhtälöitä tarvitaan tarkkojen tulosten saamiseksi.
FM Henri Jukkalan väitöskirjan "Quantum Coherence in Relativistic Transport Theory: Applications to Baryogenesis" tarkastustilaisuus Jyväskylän yliopiston Ylistönrinteellä 23.9.2022 klo 12.
Väitöskirja on.
Vastaväittäjänä Dr. Mathias Garny (Technical University of Munich, Saksa) ja kustoksena professori Kimmo Kainulainen Jyväskylän yliopistosta. Väitöstilaisuuden kieli on englanti.