Tutkijat mittaavat energiaa alle zeptojoulen tasolla29.05.2026
Aalto yliopiston professori Mikko Möttösen johtama tiimi käytti yhdessä alan yhteistyökumppanin IQM:n ja Valtion teknillisen tutkimuskeskuksen (VTT) kanssa uudenlaista tekniikkaa virstanpylvään saavuttamiseksi. Näin pienessä mittakaavassa mittaaminen on paljon monimutkaisempaa kuin vain mittaussäteen lähettäminen ja tulosten esiintulo. Tiimi lähetti mikroaaltopulssin anturiin, jonka he olivat rakentaneet kahdesta erityyppisestä metallista: suprajohteista, joissa pulssi kulki vapaasti, ja tavallisista johtimista, jotka muodostivat resistanssin. ”Tuo metalliyhdistelmä tekee suprajohtavuudesta niin hauraan ilmiön, että se heikkenee välittömästi, jos ultrakylmän johtimen lämpötila nousee vähänkin. Tämä tekee siitä niin herkän laitteiston”, sanoo Möttönen, joka on myös kvanttitietokone IQM:n perustajajäsen. Optimoidun suodatuksen jälkeen tiimi luki lopputuloksen. Se osoitti, että heidän laitteistonsa oli havainnut uskomattoman pienen sähkömagneettisen pulssin: vain 0,83 zeptojoulea eli alle biljoonasosa joulen miljardisosasta. Tulos on maailman ensimmäinen kalorimetristen mittauslaitteiden joukossa, joita pidetään alan herkimpinä. Tulevaisuudessa laitteemme voisi olla komponentti kubittien lukemiseen kvanttitietokoneissa. Tutkimus tasoittaa tietä yksittäisten fotonien laskemiselle. Möttösen mukaan tällainen herkkyys on pitkään tavoiteltu tavoite paitsi kvanttiteknologiassa myös esimerkiksi astrofysiikassa. Säteilyanturi, jonka energiaresoluutio on alle zeptojoulen, on kiinnostava monille sovelluksille, mukaan lukien astrofysiikka ja kosmologia, kvanttiteknologia ja kvanttitermometria. Työmme luo pohjan tällaisille sovelluksille ja lopulta kalorimetrialle aina yksittäisten mikroaaltofotonien tasolle asti. Välittömiä etuja voidaan saavuttaa soveltamalla tämän työn sovitettua suodatusmenetelmää suprajohtavien kubittien kalorimetriseen lukemaan, kirjoittava tukijat johtopäätöksissään. Aiheesta aiemmin: Suprajohteiden faasimuutokset hallitsevat säteilylämmönsiirtoa Bolometrit kubitteja mittaamaan Nesteen kaltaiset elektronit avaavat uusia teknisiä mahdollisuuksia |
Nanotekniikka on tulevaisuuden lupaus. Näillä sivuilla seurataan elektroniikkaa sekä tieto- ja sähkötekniikkaa sivuavia nanoteknisiä tiedeuutisia.
Suomalaiset tutkijat ovat onnistuneesti käyttäneet kalorimetrista, eräänlaista erittäin herkkää lämpöön perustuvaa energia-anturia, havaitakseen alle yhden zeptojoulen eli joulen miljardisosan energiatasot.