Ajankohtaista

Euroopan tutkimusneuvoston rahoitus neljälle Jyväskylän yliopiston tutkijalle

Euroopan tutkimusneuvosto (ERC) on myöntänyt Consolidator Grant –rahoituksen neljälle matemaattis-luonnontieteellisen tiedekunnan tutkijalle, jotka työskentelevät uraauurtavien hankkeiden parissa. Rahoitusta saivat akatemiatutkijat Anu Kankainen ja Anna Kuparinen sekä professorit Heikki Tuononen ja Mikko Salo. Neljän ERC-rahoituksen saaminen samaan tiedekuntaan on ainutlaatuista eikä muut Suomen yliopistoista ole yltäneet samaan. Tämä kertoo tutkimuksen erityisen korkeasta tasosta. Euroopan tutkimusneuvosto valitsee rahoitettavat hankkeet tieteellisen laadun, tutkimusidean uutuuden sekä rohkeuden perusteella. Kankaisen, Kuparisen, Tuonosen ja Salon hankkeet toteutetaan fysiikan-, bio- ja ympäristötieteiden, kemian sekä matematiikan ja tilastotieteiden laitoksilla.

- Olen erittäin iloinen ja samalla ylpeä tutkijoittemme onnistumisesta. Olemme pystyneet rekrytoimaan kansainväliset mitat täyttäviä nuoria tutkijoita, joiden tieteellinen ambitiotaso on korkea. Uusien ERC-tutkijoiden myötä otamme merkittävän loikan myös tiedeyliopistona, toteaa Jyväskylän yliopiston vararehtori Henrik Kunttu. Onnistuminen siivittäköön myös tulevia hakijoita menestykseen!, hän jatkaa.

Miten rautaa raskaammat alkuaineet syntyvät tähdissä?

Anu Kankainen
Akatemiatutkija Anu Kankainen
Anu Kankaisen ydinfysiikkaan liittyvässä hankkeessa tutkitaan lyhytikäisten ydinten ominaisuuksia, kuten niiden massoja, jotta voisimme paremmin ymmärtää miten rautaa raskaampia alkuaineita tuotetaan tähdissä. Tänä syksynä julkaistiin ensimmäiset havainnot, jotka osoittivat, että rautaa raskaampia alkuaineita syntyy astrofysikaalisen r-prosessin kautta ainakin neutronitähtien törmäyksissä. Tulevina vuosina havaintojen määrä tulee lisääntymään huomattavasti.

- Odotamme mielenkiinnolla, millaisia havaintoja neutronitähdistä tullaan jatkossa tekemään ja mitä ne kertovat r-prosessista. Tapahtuuko prosessi tyypillisemmin mustan aukon ja neutronitähden kuin kahden neutronitähden törmäyksessä, ja mikä on supernovaräjähdysten rooli rautaa raskaampien alkuaineiden syntymisessä, Kankainen sanoo.

Kankaisen projektissa tullaan tuottamaan neutronirikkaita ytimiä sekä mittaamaan niiden massoja tarkasti uusilla tekniikoilla Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa. Lisäksi projektissa tutkitaan ydinten pitkäikäisiä viritystiloja sekä niiden hajoamisia. Projektissa saatujen tulosten avulla voidaan tarkemmin ja luotettavammin laskea r-prosessissa tuotettujen alkuaineiden määriä. Tämä on tärkeää havaintojen ja itse prosessin, rautaa raskaampien alkuaineiden ydinsynteesin ymmärtämiseksi. Samalla tehdystä perustutkimuksesta saadaan olennaista tietoa erilaisten teoreettisten ydinmallien ja vuorovaikutusten testaamiseksi.

 

 

 

Ulkoiset paineet muuttavat kalakantoja

Anna Kuparinen
Akatemiatutkija Anna Kuparinen
Anna Kuparinen tutkii akvaattisten ekosysteemien toimintaa keskittyen kalakantojen dynamiikkaan sekä kalastuksen, ympäristön ja ihmisten toiminnan aiheuttamiin muutoksiin kaloissa.

- Monet ulkoiset valintapaineet saattavat muuttaa kalojen ilmiasuja, kalakantojen kasvukykyä, sekä niiden toipumista esimerkiksi liikakalastuksen aiheuttamasta kalakannan pienenemisestä. Jotta voisimme ennustaa kalakantojen kehitystä ja arvioida niiden herkkyyttä ulkoisille paineille, kuten kalastukselle, meidän täytyy ymmärtää ja osata ennustaa koko ravintoverkon toimintaa ja siihen vaikuttavia muutoksia lajeissa ja ympäristössä, Kuparinen sanoo.

Kuparisen tutkimus tähtää luonnonvarojen kestävän käytön ymmärtämiseen. Tutkimuksessa yhdistyvät ekologian ja evoluutiobiologian teoriat, joita pyritään kehittämään eteenpäin. Niin kutsuttu eko-evolutiivinen dynamiikka on yksi biologisen tutkimuksen nousevia aloja, ja Kuparisen tavoite on viedä ala kokonaan uudelle, koko ravintoverkon ja ekosysteemin huomioivalle tasolle, hyödyntäen verkkoteorian työkaluja.

 

 

 

 

Metallien kemiaa metallittomilla molekyyleillä

Heikki Tuononen
Professori Heikki Tuononen
Monissa kemiallisissa reaktioissa hyödynnetään lähtöaineina pieniä molekyylejä kuten vetyä, typpeä ja hiilidioksidia, jotka on ensin aktivoitava tavoitellun reaktiivisuuden aikaansaamiseksi. Aktivoinnissa käytetään tyypillisesti siirtymämetalleihin perustuvia apuaineita eli katalyyttejä. Viime vuosien aikana on kuitenkin havaittu, että pienten molekyylien aktivointi voidaan tehdä myös metallittomien molekyylien avulla.

- Vaikka pieniä molekyylejä on runsaasti luonnossa, niiden käyttäminen kemiallisissa reaktioissa on hankalaa, sillä molekyylit ovat verrattain pysyviä. Pienten molekyylien aktivoinnissa käytetyt siirtymämetallit ovat puolestaan usein harvinaisia ja kalliita jalometalleja, mikä sekin on ongelmallista. Ensimmäiseen ongelmaan emme voi vaikuttaa, mutta voimme aina yrittää valmistaa uusia aktivoinnissa käytettäviä katalyyttejä halvoista ja yleisistä pääryhmien alkuaineista, Tuononen selittää.

 Tuonosen projekti tutkii pääryhmien alkuainesta koostuvien yhdisteiden käyttöä pienten molekyylien aktivoinnissa. Tarkoituksena on selvittää aktivointiin liittyvät reaktiomekanismit ja niihin vaikuttavat tekijät. Tutkittavista yhdisteistä osa toimii esimerkiksi hiilidioksidin sitojina. Tutkimus tällä alalla on tärkeää, sillä uudet tehokkaat menetelmät hiilidioksidin talteenottoon ja muuttamiseen käyttökelpoisiksi hiiliyhdisteiksi mahdollistaisivat hiilineutraalin kiertotalouden. Tuonosen projekti on kuitekin tärkeä myös perustieteen näkökulmasta.

- Tänä päivänä voimme rakentaa epämetalleista molekyylejä, jotka käyttäytyvät kuin metallit. Mitä tarkemmin ymmärrämme tämän ilmiön taustalla olevan kemian, sitä paremmin osaamme suunnitella uusia halvempia, ympäristöystävällisempiä ja turvallisempia metalleja korvaavia materiaaleja. Emme suinkaan ole keksimässä pyörää uudelleen.


Matematiikka kehittää kuvantamista

Mikko Salo
Professori Mikko Salo
Monet kuvantamismenetelmät, kuten röntgenkuvaus ja ultraäänikuvaus, hyödyntävät inversio-ongelmien matematiikkaa. Viime vuosien aikana on havaittu yllättäviä yhteyksiä erilaisten inversio-ongelmien välillä.

-  Erityisesti röntgenkuvaukseen liittyvät matemaattiset mallit ovat nousseet esiin ääniaaltoja, sähkövirtaa tai valoa hyödyntävien kuvantamismenetelmien teoriassa. Löydetyt yhteydet viittaavat siihen, että perinteisesti erilaisina pidetyt ja eri matemaattisilla menetelmillä käsitellyt inversio-ongelmat saattavat asettua suurempaan kontekstiin, jota ei ole tähän asti ymmärretty, Salo kertoo.

Salon projekti tutkii käänteisten reuna-arvo-ongelmien yhtenäisteorian mahdollisuutta ja sen potentiaalisia seurauksia. Projektin yhtenä tavoitteena on saavuttaa vahvasti epälineaaristen inversio-ongelmien yhteydessä samanlaisia askelia, jotka ovat johtaneet lineaaristen differentiaaliyhtälöiden yleisen teorian kehittymiseen. Salon työn matemaattisia tavoitteita ovat mm. 1980-luvulla esitetyn geometrisen reunajäykkyyshypoteesin todistaminen, ja yleisten inversio-ongelmien ratkaiseminen palauttamalla niitä yksinkertaisempiin ongelmiin pseudolinearisaatiomenetelmien avulla. Teorian mahdolliset sovellukset liittyvät mm. betonirakenteiden kunnon arviointiin tai maapallon rakenteen tarkempiin malleihin.



Lisätietoja:

 

kuuluu seuraaviin kategorioihin: , ,