Fyysikko jo syntyessään

Professori Mika Sillanpää, mitä tutkit ja miksi?

Alani on matalien lämpötilojen nanofysiikka, jossa tutkitaan asioita ja ilmiöitä hyvin kylmissä lämpötiloissa, lähellä absoluuttista nollapistettä.

Kylmyys on tärkeää, koska tutkimamme kvantti-ilmiöt ovat niin heikkoja, että meidän pitää päästä eroon lämpötilan aiheuttamasta kohinasta. Yleensähän kvanttifysiikka pätee vain yksittäisille alkeishiukkasille, kuten atomeille, mutta jos pystymme poistamaan oikein tarkasti lämpöliikkeen synnyttämän värähtelyn, voimme havaita samoja ilmiöitä myös isommissa kappaleissa.

Tällä hetkellä yritän ryhmäni kanssa osoittaa kokeellisesti kvantti-ilmiöitä liikkuvissa kappaleissa, mikromekaanisissa värähtelijöissä. Ne ovat kuin pienen pieniä rumpukalvoja, kooltaan kymmenesosan hiuksen halkaisijasta. Ideana on saada värähtelijä superpositioon, eli tilaan, jossa hiukkaset ovat kahdessa paikassa yhtä aikaa.

Työni on perustutkimusta, jossa suurin motiivi on halu tehdä jotain sellaista, mihin kukaan ei ole aikaisemmin pystynyt. Kvanttifysiikkaan liittyy myös minua aina kiehtoneita filosofisia kysymyksiä. Perustutkimusta voidaan hyödyntää kvanttitietokoneiden kehittämisessä. Uskon, että suprajohtavien kvanttibittien eli kubittien avulla on hyvinkin mahdollista toteuttaa kvanttitietokoneita joidenkin kymmenien vuosien kuluessa.

Miten päädyit tutkijaksi?

Olin jo pienenä kiinnostunut luonnosta ja erityisesti fysiikasta. Tykkäsin katsella taivasta ja tähtiä, ja ahmin kaikki mahdolliset hiukkasfysiikan populaariopukset. Innostukseni oli niin suurta, että vanhempani päättivät viedä minut matkalle Sveitsiin tutustumaan hiukkasfysiikan tutkimuskeskus CERNiin.

Moni ajautuu tutkijaksi, mutta minulle ura oli tietoinen, itsestään selvä päätös. Opiskelin Otaniemessä diplomi-insinööriksi ja aloin sitten tehdä väitöskirjaa sen Kylmälaboratoriossa.

Mitkä ovat olleet urasi kohokohdat?

Väitöskirjatyöni lopulla tekemäni läpimurrot Josephson-liitosten kvanttimekaanisten ominaisuuksien mittauksissa olivat merkittäviä. Toinen iso, Naturen kanteenkin päässyt, onnistuminen tapahtui Coloradossa, jossa olin väitöskirjan jälkeen pari vuotta post doc -tutkijana. Sain ensimmäisenä kytkettyä kaksi suprajohtavaa kubittia, ikään kuin jättikokoista atomia, toisiinsa mikroaaltoresonanssin kautta, eli saattamaan ne kvanttisuperpositiotilaan.  Keksintö on aika lailla sama kuin se, josta Serge Haroche ja David J. Wineland saivat fysiikan Nobelin vuonna 2012. Äskettäin ryhmämme sai mikromekaanisessa värähtelijässä esiin kvanttifysiikan ennustamia ilmiöitä, joita on pohdittu jo 70-luvun lopulla – niin pieniä mikrorummun värähtelyjä, että vallitsee ikään kuin tila, joka on hiljaisempi kuin hiljaisuus.

Mikä on tutkijan tärkein ominaisuus?

Innostus on kaikkein tärkeintä! Itse teen ison riskin tutkimusta, jossa kaikki ideat eivät toimi – ilman innostusta ei pääse vaikeuksien yli.

Mitä odotat tulevaisuudelta?

Haluan jatkaa tutkimustani ja olla siinä maailman kärkeä.

Lisätietoja Mika Sillanpäästä Aalto People:sta

Mika Sillanpää ja muut Aalto-yliopiston uudet vakinaistetut professorit kertovat tutkimuksestaan monialaisessa iltapäivässä 19. tammikuuta klo 14. Tervetuloa! Lisätietoja tapahtumasta täältä.