Tilaisuuden oudoimman aineen esittelee fyysikko ja apulaisprofessori Aleksi Vuorinen. Hän tutkii maailmankaikkeuden tiheintä materiaa, kvarkkiainetta.
– Kvarkkiaine ei tosiaankaan ole tältä planeetalta toisin kuin tapahtuman muut materiat. Sitä saattaa olla neutronitähdissä, joista lähimmät sijaitsevat kymmenien valovuosien päässä maapallosta, Vuorinen kertoo.
Neutronitähdet ovat halkaisijaltaan noin 25 kilometrin mittaisia tähtiä, jotka ovat luhistuneet kokoon painovoiman vaikutuksesta. Ne ovat tiheydeltään omaa luokkaansa. Jos maapallon kaikki 7 miljardia ihmistä puristaisi sokeripalan kokoiseen kuutioon, olisi tuon kuution tiheys suunnilleen sama kuin neutronitähtien.
Vuorisen tutkimat pienet tähdet koostuvat ydin- ja oletettavasti myös kvarkkiaineesta. Ensin mainitussa atomit ovat puristuneet kasaan niin, että jäljellä on pelkkää atomiydintä – neutroneita ja protoneita. Kvarkkiaine on vielä ydinainetta tiheämpää. Siinä protonit ja neutronit ovat sulaneet ja työntyneet toistensa sisään.
– Tutkimusryhmämme koettaa selvittää, onko neutronitähdissä kvarkkiainetta. Se olisi ihan uusi aineen olomuoto koko maailmankaikkeudessa, hän sanoo.
Mutta miten miljoonien valovuosien päässä olevan materian tutkiminen oikein onnistuu?
Vuorisen mukaan tutkimusryhmän työkaluina ovat vain kynä, paperi ja tietokone. He ennustavat tähtien ominaisuuksia hiukkasfysiikan teorioihin perustuvien laskujen avulla. Tuloksia he vertaavat astrofysikaalisiin havaintoihin, joita saadaan muun muassa gravitaatioaaltojen avulla.
Kaikkiaan joitakin tuhansia tutkijoita ympäri maailmaa askaroi kvarkkiaineen tai neutronitähtien parissa. Heidän pontimenaan on puhdas uteliaisuus. Mitään käytännön sovelluksia ei kvarkkiainetutkimukselta odoteta ainakaan lähiaikoina.
– Toisaalta kun ymmärrämme neutronitähtien ainetta teoreettisella tasolla entistä paremmin, pystymme hyödyntämään tähtiin liittyviä havaintoja myös muussa fysiikassa. Noudattaako aine tunnettuja luonnonlakeja ja teorioita? Jos teoria ja havainnot olisivat ristiriidassa, voisimme löytää ihan uudenlaista fysiikkaa, Vuorinen innostuu.
Vuorisen lisäksi Kaiken maailman ihanista materiaaleista puhuvat muun muassa Millennium-teknologiapalkinnon saanut fyysikko Tuomo Suntola, farmasian professori Marjo Yliperttula sekä fysiikan professori Simo Huotari.
Paikan päällä yleisö pääsee myös hypistelemään erilaisia materiaaleja.
Kaiken maailman ihanat materiaalit, 14.2.2019 17.00-19.00, Tiedekulma, Yliopistonkatu 4, Helsinki