3.3.2023 Ydinrakennetutkimus: Lyijy-186-isotoopin muodot suurennuslasin alla (Ojala)
Atomiydin on kvanttimekaaninen objekti, joihin liittyy monia arkijärjellä vaikeasti ymmärrettäviä ilmiöitä. Yksi näistä ilmiöistä on muotojen rinnakkaiselo: samalla ytimellä voi olla useita eri muotoja, kuten pallomainen, prolaatti (sikarimainen) tai oblaatti (kiekkomainen). Neutronivajaissa lyijy-ytimissä on havaittu tätä ilmiötä.
Aiemmissa kokeissa on pystytty osoittamaan ilmiön olemassaolon myös lyijy-186:lla. Ojalan väitöskirjatutkimuksessa onnistuttiin määrittämään lyijy-186:lle alin virittynyt 0+ tila rakenteeseen, jonka oletetaan olevan prolaatin muotoinen. Tulokset antavat tärkeää lisäinformaatiota uusille teoreettisille laskuille.
”Nämä tulokset auttavat meitä ymmärtämään atomiytimien toimintaperiaatteita, joiden mallintaminen ei ole ollenkaan yksinkertainen tehtävä. Kokeilijana onneksi teen vain havaintoja luonnosta”, Ojala kertoo.
Väitöskirjassa käsiteltävä mittaus tehtiin SAGE-ilmaisinjärjestelmällä vuonna 2013. Ojala analysoi tästä kokeesta saatua dataa, tulkitsi sen antamia tuloksia ja julkaisi tulokset osana isompaa kansainvälistä tutkimuskollaboraatiota ensimmäisenä kirjoittajana arvostetussa Nature Communications Physics -tiedelehdessä.
Kehitystyötä väitöstutkimuksen ohella
Väitöskirjatutkimusten aikana Ojala osallistui myös gammaspektroskopisten mittalaitteiden kehitystyöhön Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratoriossa, jossa rakennettiin liikuteltava germaniumilmaisinjärjestelmä, JUROGAM3. Germaniumilmaisinjärjestelmiä käytetään ytimen viritystilan purkautuessa syntyvän gammasäteilyn havaitsemiseen. Havaittuja gammasäteitä voidaan käyttää apuna ytimen rakenteen tulkinnassa.
Väitöskirjatutkimusten lisäksi Ojala on toiminut eri ilmaisinjärjestelmien asentamisessa Jyväskylän kiihdytinlaboratoriossa ja CERNissä ISOLDElla. Vuonna 2017-2018 Ojala osallistui SPEDE-ilmaisimen asentamiseen IDS-koeasetelmaan ISOLDElla. Ojala myös väitöstutkimusten aikana osallistui SAGE-ilmaisinjärjestelmän asentamiseen MARA-separaattorin yhteyteen. Keväällä 2021 SAGElla tehdyt kokeet olivat menestyksekkäitä ja osoittivat sen toimivuuden MARA-separaattorin kanssa. Ojala toimi pääsuunnittelijana yhdelle näistä kokeista.
Ojala valmistui Seinäjoen lukiosta vuonna 2011 ja filosofian maisteriksi 2017. Vuonna 2016 hän kävi harjoittelussa CERNissä. Vuodesta 2017 lähtien hän on toiminut väitöskirjatutkijana Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorion ydinspektroskopiaryhmässä. Nykyään Ojala toimii tutkijana Liverpoolin yliopistossa, jossa hänen tutkimuksensa keskittyy ISS- ja MINIBALL-koeasemilla tuotettuun ydinfysiikkaan ISOLDElla.
Linkki väitöskirjan verkkojulkaisuun.
FM Joonas Ojalan väitöskirjan ”Combined γ-ray and electron spectroscopy: study of shape coexistence in 186Pb” tarkastustilaisuus 3.3.2023 klo 12. Vastaväittäjänä toimii Senior Lecturer, Dr. Daniel Doherty (University of Surrey, Iso-Britannia) ja kustoksena yliopistotutkija Janne Pakarinen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
