Mitä tutkit?
Tutkin sitä, kuinka tavallinen aine käyttäytyy, kun sitä puristetaan kasaan rajatta. Tämä kenties lapsenomaiseltakin vaikuttava kysymys konkretisoituu tutkittaessa vanhojen tähtien räjähdyksissä syntyviä niin sanottuja neutronitähtiä, joiden sisällä jopa atomit ovat romahtaneet tähden painovoiman vaikutuksesta kasaan.
Hyvin massiivisten neutronitähtien keskustassa aineen tiheys ylittää jopa atomiytimen tiheyden moninkertaisesti, mikä voi riittää kokonaan uuden aineen olomuodon – kylmän ja tiheän kvarkkiaineen – syntymiseen.
Mihin ja miten tutkimuksesi vaikuttaa?
Oma tutkimukseni kuuluu teoreettisen hiukkasfysiikan alaan ja on puhtaasti uteliaisuustutkimusta siinä mielessä, etteivät sen tulokset todennäköisesti tule vaikuttamaan suoraan yhdenkään nykyisen tai tulevan ihmisen elämään.
Toisaalta juuri tällainen uteliaisuuteen perustuva perustutkimus on, välillä vahingonkin kautta, johtanut moniin hyödyllisimmistä löydöistä aina penisilliinistä internetiin. Aivan tuollaisia lopputuloksia en toki uskalla omasta tutkimuksestani luvata, mutta ainakin tutkimusryhmästäni valmistuu vähän väliä nuoria ja lahjakkaita teoreettisia fyysikoita, joilla on vankka pohja matemaattisessa ongelmanratkaisussa ja fysikaalisten systeemien mallintamisessa.
Lisäksi hiukkasfysiikan tutkimuskysymykset ovat itsessään mielenkiintoisia, ja niihin mahdollisesti löytyvät vastaukset lisäävät ymmärrystämme luonnon rakenteesta ja toiminnasta sen kaikkein pienimmillä pituusskaaloilla.
Mikä alallasi inspiroi sinua erityisesti juuri nyt?
Neutronitähtien fysiikka on juuri nyt äärimmäisen kuuma ala johtuen viime vuosina julkaistuista uusista ja osin alaa mullistaneistakin havainnoista. Kuuluisin näistä on LIGO- ja Virgo-kollaboraatioiden vuonna 2017 ensimmäistä kertaa havaitsema gravitaatioaaltosignaali, joka oli peräisin yli 100 miljoonaa vuotta sitten tapahtuneesta kahden neutronitähden törmäyksestä.
Vähän uudemmista havainnoista tärkein on puolestaan ollut NICER-kollaboraation vuosi sitten julkaisema entistä tarkempi massa-sädemittaus, joka osoitti hieman yli kahden auringon verran painavan neutronitähden säteen olevan todennäköisesti reilun 12 kilometrin luokkaa.
Oman tutkimukseni tärkein päämäärä on osoittaa raskaimpien neutronitähtien ytimien sisältävän kvarkkiainetta, mitä kohti pyrimme yhdistämällä teoreettisen hiukkas- ja ydinfysiikan tuloksia uusimpiin kokeellisen astrofysiikan havaintoihin.
Aleksi Vuorinen on teoreettisen alkeishiukkasfysiikan professori matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa.