Neutriinot ovat äärimmäisen pieniä alkeishiukkasia, joita on kaikkialla ympärillämme. Neutriinoja on valtavasti – niitä kulkee tälläkin hetkellä lävitsesi suunnattomia määriä – mutta koska ne vuorovaikuttavat muiden hiukkasten kanssa vain hyvin heikosti, niiden havaitsemiseen tarvitaan erityisiä mittalaitteita.
Sinällään vaarattomat neutriinot aiheuttavat päänvaivaa, sillä ne haastavat käsityksemme maailmankaikkeudesta, toteaa Helsingin yliopiston uusi hiukkasfysiikan professori Anca Tureanu.
Ongelman ytimessä on oskillaationa tunnettu ilmiö, jossa neutriino muuttuu toisentyyppiseksi ilman näkyvää syytä.
Neutriinoja on kolmea eri tyyppiä (eli makua): elektronineutriinoita, myonineutriinoita ja tauneutriinoita. Nimet viittaavat alkeishiukkasiin, joiden kanssa tapahtuvassa vuorovaikutuksessa neutriinot syntyvät.
Havaintojen perusteella neutriinot voivat kuitenkin vaihtaa tyyppiään. Tureanun mukaan tämä haastaa hiukkasfysiikan teoriat.
– Mikään muu alkeishiukkanen ei vaihda tyyppiään liikkuessaan vapaasti, ilman vuorovaikutusta, hän huomauttaa.
Ilmiön selittämiseksi fyysikot laajensivat hiukkasfysiikan standardimallia kehittämällä erillisen teorian neutriinojen muutoksille.
Tureanu suhtautuu teoriaan kriittisesti.
– Siitä on tullut hyväksytty totuus vain, koska sitä on toistettu tarpeeksi usein, vaikka sitä ei edes pystytä todistamaan.
Tureanu selittäisi ilmiön toisin. Hänen näkemyksensä mukaan tyhjiö tulee ymmärtää neutriinojen sironnan väliaineena samaan tapaan kuin ilmakehä vaikuttaa valon kulkuun sen läpi.
Radikaaleja ajatuksia Kumpulasta
Hiukkasfysiikassa Tureanun ajatus on radikaali, eikä sitä ole vielä hyväksytty laajasti. Tureanua itseään asia ei juuri huoleta, sillä hän on aiemminkin esittänyt valtavirtaa haastavia ajatuksia.
Jo väitöskirjassaan ja sitä seuranneissa julkaisuissa hän kehitti uuden tavan tarkastella epäkommutatiivisten kvanttikenttien relativistista invarianssia. Keskeinen ajatus on, että matemaattisten suureiden järjestys ei ole yhdentekevä – päinvastoin kuin tavallisessa kertolaskussa, jossa 2 × 3 ja 3 × 2 tuottavat saman tuloksen. Ajatus on herättänyt huomiota ja saattaa auttaa ymmärtämään painovoimaa hyvin pienissä mittakaavoissa. Tureanu on kyseenalaistanut myös CPT-symmetrian, jota pidetään yhtenä fysiikan perusperiaatteista. Sen mukaan jokainen luonnonlakien mukainen ilmiö on mahdollinen, vaikka hiukkaset korvattaisiin antihiukkasilla, tapahtuman ympäristö käännettäisiin peilikuvakseen ja ajan suunta käännettäisiin.
Helsingin yliopistossa radikaaleillekin ajatuksille on löytynyt tilaa.
– Kukaan täällä ei ole koskaan sanonut minulle, mitä minun pitäisi tutkia tai mitä voin julkaista, Tureanu kertoo.
Moniin nykyfyysikoihin verrattuna Tureanun ura on ollut huomattavan suoraviivainen. Hän saapui Helsingin yliopistolle Erasmus-vaihto-opiskelijana vuonna 1999, aloitti väitöskirjatutkijana vuotta myöhemmin ja on työskennellyt Kumpulan kampuksella siitä lähtien.
Tureanun tutkimus ei edellytä kalliita laitteita tai kenttäkokeita. Useimmiten hän tarvitsee vain kynän ja ruutupaperia.
Vaikka arki ei ole juuri muuttunut, siirtyminen yliopistonlehtorista professoriksi on antanut Tureanun ajatuksille enemmän painoarvoa ja hänelle itselleen suuremman akateemisen vapauden.
– Heti professuurini varmistuttua