28.11.2018
Väitös

7.12.2018: Teoreettiset ennusteet auttavat pimeän aineen metsästyksessä (Pirinen)

Aika:

7.12.2018 12:00 — 15:00


Sijainti: Ylistonrinne , FYS1
Uusi väitöskirjatutkimus Jyväskylän yliopistosta tuo esille, kuinka telluuri-nimisen alkuaineen hyödyntäminen ilmaisinmateriaalina voi mahdollistaa pimeän aineen olemuksen tutkimisen nykyistä paremmin. Tutkimus antaa myös pohjan tarkastella neutriinon ja pimeän aineen aiheuttamien törmäysten eroja ksenon-alkuainetta hyödyntävissä ilmaisimissa.

FM Pekka Pirisen teoreettisen ydinfysiikan väitöskirjatutkimuksessa tarkasteltiin keinoja havaita aiempaa tehokkaammin pimeän aineen törmäyksiä atomiytimien kanssa. Väitöskirjassa suoritetaan myös ensimmäinen laaja neutriinojen eli niin sanottujen haamuhiukkasten ja ksenonatomien ytimien törmäysten tarkastelu, jossa ytimen rakennetta on mallinnettu yhtenäisellä ytimen sisäisiä vuorovaikutuksia huomioivalla mallilla.

Törmäykset atomiytimien kanssa olisivat erinomainen keino saada lisää tietoa tieteelle tuntemattoman pimeän aineen olemuksesta, jota maailmankaikkeuden aineesta on noin 80 %. Pimeä aine ei vastaanota eikä lähetä minkäänlaista valoa. Sen olemassaoloa on päätelty muun muassa galaksien yllättävän suurista pyörimisnopeuksista.

Telluuri avuksi pimeäjahtiin

Yksi suosituimpia pimeän aineen ilmaisimissa käytettyjä materiaaleja on viime aikoina ollut alkuaine nimeltään ksenon. Pirisen väitöskirja antaa viitteitä siitä, että tehokkaampiakin ilmaisinmateriaaleja voi vielä löytyä. Telluuri-niminen alkuaine voi olla tällainen.

- Tarkasteluni perusteella vaikuttaa siltä, että telluurin isotooppi 125 olisi ydinrakenteeltaan pimeän aineen havaitsemiseen otollisempi kuin nykyiset suosituimmat ilmaisinmateriaalit. Menetelmä telluuria hyödyntävän ilmaisimen rakentamiseen on jo olemassa, mutta ongelma on, että telluuri on melko harvinaista ja kallista, Pirinen toteaa.

FM Pekka Pirisen teoreettisen fysiikan väitöskirja "Theoretical predictions of WIMP-nucleus and neutrino-nucleus scattering in context of dark matter direct detection" tarkastetaan perjantaina 7.12.2018 klo 12.00 fysiikan laitoksen salissa FYS1. Vastaväittelijänä toimii professori Achim Schwenk (TU Darmstadt, Saksa) ja kustoksena professori Jouni Suhonen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus on englanninkielinen.

Pekka Pirinen kirjoitti ylioppilaaksi Minna Canthin lukiosta Kuopiosta vuonna 2009. Hän aloitti fysiikan opinnot Jyväskylän yliopistossa fysiikan laitoksella syksyllä 2009 ja valmistui filosofian maisteriksi vuonna 2014 pääaineenaan teoreettinen fysiikka. Väitöstutkimuksen Pirinen aloitti vuoden 2015 alussa. Tutkimusta ovat tukeneet Magnus Ehrnroothin säätiö ja Jyväskylän yliopisto.

 Lisätietoja:

Väitöskirja on julkaistu verkkojulkaisusarjassa Department of Physics, University of Jyväskylä Research Report No. 12, ISBN: 978-951-39-7618-7 (nidottu), ISBN: 978-951-39-7619-4 (verkkojulkaisu). Julkaisu on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa osoitteessa https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/60372