Marie Skłodowska-Curie –apuraha tasaisten energiavöiden suprajohtavuuden tutkimiseen

Tohtori Sebastiano Peottan FLATOPS-hankkeessa pyritään saamaan suprajohtavuus eli makroskooppisen kvanttikoherenssin merkittävin ilmiö, osaksi arkielämäämme.

Tutkimuksen tavoitteena on löytää uutta tietoa, jonka pohjalta voidaan suunnitella ja valmistaa korkeassa lämpötilassa toimivia suprajohteita. Kaksivuotisen hankkeen rahoitus on lähes 200.000 euroa ja hanke alkaa huhtikuussa 2016.

- Käytännön tuloksiin liittyvä fysiikka on usein kiinnostavinta ja kauneinta. Huoneenlämpötilan suprajohtavuus on tietysti kaukainen tavoite, mutta ongelman osittaisellakin ratkaisulla on kauaskantoisia vaikutuksia tiiviin aineen fysiikkaan, Peotta toteaa.

Aiemmissa Aallon tutkimuksissa professorit Grigory Volovik, Nikolai Kopnin ja Tero Heikkilä ovat havainneet, että tietyissä aineissa, joiden elektronien efektiivinen massa on ääretön (tiiviin aineen tutkijoiden kielellä ”tasaisten energiavöiden” elektronit), suprajohtava kriittinen lämpötila on huomattavan korkea.

Sebastiano Peotta ja kvanttidynamiikan tutkimusryhmässään hanketta vetävä professori Päivi Törmä pyrkivät ymmärtämään ilmiötä yleisellä tasolla, riippumatta tietyn aineen ominaisuuksista. Monet hankkeen tutkimusideoista perustuvat Peottan ja Törmän viimeaikaisiin tutkimuksiin, joissa he löysivät yhteyden tasaisiin energiavöihin perustuvan suprajohtavuuden ja kvanttigeometrian välillä. 

- Yhtenä tutkimuksemme motivaationa on ultrakylmien atomien alalla viime aikoina tapahtunut kehitys. Ultrakylmät kaasut muodostuvat lasereilla tyhjiöön vangituista atomeista, ja niitä voidaan käyttää simuloimaan todellisia kiinteitä aineita tai jopa malleja, joille ei ole vastinetta kiinteässä olomuodossa, kertoo Peotta.

Hankkeen yhtenä tavoitteena on auttaa ultrakylmien kaasujen kanssa työskenteleviä tutkimusryhmiä todistamaan kokeellisesti korkean lämpötilan suprajohtavuuden tasaisiin energiavöihin perustuva mekanismi. Se olisi olennaisen tärkeä etappi tasaisen vyön suprajohtavuuden todentamisessa.

- Teemme erittäin lupaavaa yhteistyötä ultrakylmien kaasujen tutkimusryhmien kanssa Sveitsissä ja Japanissa. Marie Curie -apuraha vauhdittaa epäilemättä hankkeen onnistumista, jatkaa Peotta

Rahoitus on tarkoitettu tukemaan erityisesti tutkijoiden liikkuvuutta.

”Olen kotoisin Italiasta ja asuin Yhdysvalloissa ennen Suomeen muuttoani. Työskentelin kuitenkin jo Aalto-yliopistossa, kun hain tätä rahoitusta”, Peotta kertoo.

Lisätietoa: Teknillisen fysiikan laitos.

***
Marie Curie -toimenpideohjelma (MSCA) rahoittaa rajat ja toimialat ylittävää tutkijoiden liikkuvuutta. MSCA kuuluu H2020:n kolmesta osa-alueesta Huipputason tiede -. Rahoitusta myönnetään kaikkiin tutkimusuran vaiheisiin ja kaikille tutkimusaloille. Marie Curie -toimenpideohjelma on H2020-ohjelman tärkein tohtorinkoulutusta rahoittava EU:n ohjelma. Marie Curie -toimenpideohjelman keskeinen edellytys on maiden välinen liikkuvuus.

Horisontti 2020 -ohjelma on tutkimuksen ja innovoinnin EU:n puiteohjelma kaudelle 2014–2020. Horisontti on EU:n seitsemännen puiteohjelman seuraaja, ja siitä annetaan lähes 80 miljardia euroa eurooppalaisten tutkimus- ja innovointihankkeiden rahoittamiseen vuosina 2014–2020.