Kumpulan isompaa hiukkaskiihdytintä ohjataan tämän pöydän äärestä.
Ionisuihku sukeltaa tässä putkessa kohti laboratorion maanalaista hallia. 50-75 metrin matkalla se saavuttaa maksimissaan 10% valon nopeudesta.
Hiukkaskiihdyttimessä on viisi linjaa, joita pitkin ionisuihkut etenevät. Linjoja käytäteen erityyppisiin kokeisiin.

Kumpulan nopein

Kiihdytinlaboratorio, se matala punatiilinen talo Exactumin parkkipaikan toisella puolella, on ensimmäinen Kumpulanmäelle noussut yliopiston rakennus. Laboratorion johtaja professori Jyrki Räisänen kertoo, että mäen muut asukit olivat vielä 80-luvun puolivälissä laitapuolen kulkijoita.

-Muutenkin mäki on siistiytynyt, silloin täällä oli pusikkoisempaa, Räisänen toteaa.

Kiihdytinlaboratorio näyttää pieneltä, mutta se ulottuu kymmeniä metrejä maan alle - onhan laboratorion kahdesta hiukkaskiihdyttimestä isompi eli EGP 10-II –tandemkiihdytin noin parikymmentä metriä korkea ja muodoltaan tornimainen. Hätätilanteessa laboratorion laaja luola toimii myös väestönsuojana.

Ennen Physicumin valmistumista laboratorion toiminta oli hajautunut Kumpulan ja Siltavuorenpenkereen välillä. Yliopiston ensimmäinen hiukkaskiihdytin aloitti toimintansa jo 1940-luvulla juuri Siltavuorenpenkereellä. Nyt käytöstä poistettua kiihdytintä voi käydä katsomassa Tekniikan museossa, Jyrki Räisänen kertoo.

Monikäyttöiset ionisuihkut

Kiihdytinlaboratorio on osa fysikaalisten tieteiden laitosta, ja perus- ja soveltavan tutkimuksen lisäksi se antaa opetusta perustutkinto- ja jatko-opiskelijoille. Henkilökuntaa on noin 50, heistä suurin osa tekee tieteellistä työtä. Laboratorio tarvitsee kuitenkin myös erikoistunutta teknistä henkilökuntaa, sillä pääosin laitteistot rakennetaan ja korjataan itse. Kiihdytinlaitteiston lisäksi tarvitaan tietokoneita, sillä osa tutkimuksesta tehdään laskennallisesti.

Tutkimus keskittyy materiaalifysiikkaan, ja Kumpulan hiukkaskiihdytintä käytetään ionisuihkujen tuottamiseen. Ionisuihku koostuu varatuista hiukkasista, ja kun se törmää aineeseen, voi seurauksena olla useita vuorovaikutusprosesseja, joita käytetään hyväksi materiaalien ominaisuuksien tutkimisessa. Tämä takaisinsironta riippuu törmäyksen kohteena olevan aineen alkuaine- ja isotooppikoostumuksesta.

Perustutkimuksen lisäksi kiihdytinlaboratoriossa tehdään paljon soveltavaa tutkimusta yhteistyönä. Ionisuihkuihin perustuvia alkuaineanalyysimenetelmiä hyödynnetään yleisesti lääketieteen sovelluksista ja arkeologisten löytöjen ajoittamisesta taideväärennösten paljastamiseen. Jyrki Räisänen kertoo, että Louvren taidemuseolla on oma hiukkaskiihdytin juuri tähän tarkoitukseen: Louvren lasipyramidin alapuolella sijaitsevalla kiihdyttimellä voidaan analysoida esimerkiksi väärennökseksi epäillyn teoksen maalaamiseen käytettyjen pigmenttien koostumusta.

Ionisuihkun avulla voidaan myös muuttaa aineen mekaanisia, sähköisiä ja optisia ominaisuuksia. Myös ohutkalvoja voidaan valmistaa ionisuihkujen avulla, ja niitä on käytetty puolijohteidenkin valmistamiseen.

Eri tyyppisiä hiukkaskiihdyttimiä käytetään eri tarkoituksiin, Jyrki Räisänen kertoo. Mitä pitemmän matkan hiukkaset kulkevat, sitä lähemmäs valon nopeutta niiden vauhti kiihtyy. CERNiin rakenteilla olevan LHC-kiihdyttimen rengasmainen rata on 27 kilometriä pitkä, ja kiihdytintä on tarkoitus käyttää mm. antimaterian tutkimukseen. Kumpulan tandemkiihdytin, jossa hiukkasten kulkemat matkat ovat kymmeniä metrejä, taas soveltuu hyvin juuri materiaalifysiikan tutkimuksen tarpeisiin.

Ylös