Teknologiaa ja tutkimusta - Vierailu Jyväskylän hiukkaskiihdytinlaboratorioon
YE pääsi vierailemaan helmikuussa erittäin poikkeuksellisessa paikassa - Jyväskylän yliopiston hiukkaskiihdyttimillä! Normaalisti nämä tilat ovat muilta kuin tutkijoilta täysin suljettuja, mutta nyt huoltokatkon aikaan pääsimme katsomaan miten hiukkaskiihdytin toimii ja minkälaista elektroniikkaa sen pyörittämiseen tarvitaan.
Mikä on hiukkaskiihdytin ja miten se toimii?
Hiukkaskiihdytin on laite, joka sähkökentän avulla kiihdyttää ja magneettikentän avulla suuntaa sähköisesti varautuneita hiukkasia. Hiukkaskiihdyttimiä on erikokoisia ja tehoisia ja niistä varmasti tunnetuin lyötyy Sveitsin ja Ranskan rajalta, Geneven kaupungin kupeesta. Tämä on tietysti CERNin tutkimuslaitoksen LHC eli Large Hadron Collider, joka myös suurena hadronitörmäyttimenä tunnetaan.
CERNin LHC on tunnettu jo senkin takia, että siitä maalataan välillä mediassa suuria uhkakuvia, kuten mahdollisuutta vakaan mustan aukon syntymiseen tai tyhjiökuplien syntyminen, jotka voisivat tuhota joko maapallon tai jopa maailmankaikkeuden. Tutkijat kuitenkin vakuuttavat, että hiukkaskiihdytin on täysin turvallinen, sillä edellämainittuihin asioihin tarvittaisiin enemmän energiaa kuin maapallolta löytyy.
Jyväskylän hiukkaskiihdyttimestä ei ihan yhtä dramaattisia uhkakuvia maalailla, mutta huippututkimusta silläkin tehdään.
Suomalaisten hiukkaskiihdyttimien historia
Jyväskylän hiukkaskiihdytinlaboratorio ei suinkaan ole Suomen ainoa, eikä edes ensimmäinen paikka, missä hiukkasia on kiihdytetty. Ensimmäinen hiukkaskiihdytin löytyy tällä hetkellä eläköityneenä tekniikan museosta ja se otettiin käyttöön Helsingissä, Siltavuorenpenkereellä jo 1940-luvulla.
Jyväskylään perustettiin ensimmäinen hiukkaskiihdytinlabotatorio 1970-luvun alussa ja vuonna 1973 se sai ensimmäisen hiukkauskiihdyttimensä. Ensimmäinen laboratorio oli erittäin ahdas ja pieni, se sijatsi entisen pesulan ja leipomon kellarissa. Opiskelijat saivat alkuvaiheessa perusteet Jyväskylässä ja lähtivät sen jälkeen maailmalle hakemaan oppia isommista tutkimuslaitoksista.
Nykypäivänä tilanne on kuitenkin aivan toinen ja Jyväskylän yliopiston kiihdytinlaboratorio on merkittävä kansainvälinen tutkimusinfrastruktuuri Suomessa ja sillä on EU:n tutkijoita vastaanottavan infrastruktuurin status. Se onkin nykyään luokitukseltaan EU:n laatulaboratorio, Suomen Akatemian huippuyksikkö ja toimii lisäksi Euroopan avaruustutkimuskeskuksen ESA:n virallisena avaruustekniikan testilaboratoriona.
Teknologia kehittyy tutkimuksen rinnalla
Kuten ehkä huomasittekin, niin olemme puhuneet tässä vaiheessa pääasiassa hiukkaskiihdytinlaboratoriosta ja kiihdyttimistä itsessään monikkomuodossa. Tämä johtuu siitä, että kiihdytinlaboratoriossa on käytössä kolme hiukkaskiihdytintä: vanhin on asennettu 1990, toinen vuonna 2007 ja viimeisin vuonna 2010. Mielenkiintoinen yksityiskohta viimeisessä on se, että se saatiin Venäjältä liittyen entisen Neuvostoliiton velkojen maksuun.
Tehokkaat hiukkaskiihdyttimet vaativat kuitenkin myös erittäin paljon teholähteiltä ja tässä kohtaa myös Yleiselektroniikka tulee mukaan osana teknologian kehitystä. Yläpuolella olevassa kuvassa näemme vanhat ohjelmoitavat teholähteet, joita hiukkaskiihdyttimet tarvitsivat. Nämä olivat valtavan kokoisia ja tarvitsivat monta neliötä tilaa. Samalla tavoin kuin tietokoneetkin, on myös teholähteet puristettu jatkuvasti pienempään tilaan. Yleiselektroniikka on toimittanut Jyväskylän yliopistolle uusia TDK-Lambdan ohjelmoitavia teholähteitä jotka mahtuvat yhteen räkkiin.
Yleiselektroniikka kiittää Jyväskylän yliopistoa siitä, että pääsimme katsomaan miten huippututkimusta tehdään ja mihin teknologia sen saralta on menossa.
Yhteistyössä: Jyväskylän Yliopisto & Yleiselektroniikka