TEKNILLISEN KORKEAKOULUN KYLMÄLABORATORIO

Vuosi 1996 oli tärkeä taitekohta Teknillisen korkeakoulun kylmälaboratorion yli 30-vuotisessa historiassa. Laboratorion perustaja ja sen johtaja, akatemiaprofessori Olli V. Lounasmaa jäi eläkkeelle, ja samalla palasin itse, 17 vuoden tauon jälkeen, takaisin entiseen opinahjooni, nyt sen johtajaksi.

Kylmälaboratorio on akatemiaprofessori Lounasmaan luomus ja se yhdistetään pitkälti hänen näkyvään persoonaansa. Teknillinen korkeakoulu arvioitutti kylmälaboratorion tutkimuksen vuonna 1995 hyvissä ajoin ennen Lounasmaan eläkkeelle lähtöä. Arvioinnin suorittivat Suomen Akatemian johdollakorkeatasoiset ulkomaiset asiantuntijat: prof. Rodolfo R. Llinas (New Yorkin yliopisto), prof. Douglas D. Osheroff (Standfordin yliopisto) ja Prof. Hans R. Ott (ETH). Heidän lausunnossaan ilmaistiin selkeästi, että kylmälaboratorio on kansainvälinen huippuyksikkö sekä matalien lämpötilojen että aivotutkimuksen alalla ja sen toimintaa pitää Lounasmaan jälkeenkin tukea. Lisäksi laboratorion erikoisasema korkeakoulun itsenäisenä tutkimuslaboratoriona suositeltiin säilytettäväksi.

Arvioinnin tuloksena Teknillinen korkeakoulu päätti jatkaa kylmälaboratorion toimintaa muutta-matta sen erikoisasemaa, ja minut valittiin jo keväällä 1995 laboratorion uudeksi johtajaksi. Tällä Suomen oloissa ainutlaatuisen nopealla menettelyllä varmistettiin kylmälaboratorion tulevaisuus ja varsinkin sen senioritutkijoiden ja rahoittajien luottamus toiminnan jatkuvuuteen. Erityisen merkittävää laboratoriolle oli kansainvälisten järjestöjen osoittama luottamus: IUPAP valitsi elokuussa 1996 kylmälaboratorion LT 22:n, vuonna 1999 pidettävän matalien lämpötilojen suurimman kansainvälisen konferenssin järjestäjäksi. Rehtori Paavo Uroselle kuuluu suurin kiitos hänen kylmälaboratoriolle osoittamastaan päättäväisestä tuesta.

Laboratoriomme tärkein voimavara on ammattitaitoinen ja motivoitunut henkilökunta; kylmälaboratoriossa on aina vallinnut reipas tekemisen meininki. Laboratorion menestys riippuu tulevaisuudessakin sen henkilökunnan kehittymisestä ja kehittämisestä. Erityisen ilahduttavaa laboratorion aivotutkimusryhmälle oli korkeakoulun hallituksen myöntämä professorin arvonimi Riitta Harille. Kaj Nummila valittiin TKK:n matalien lämpötilojen fysiikan dosentiksi. Kaiken kaikkiaan kylmälaboratoriossa työskentelee 5 professorin ja 6 dosentin tasoista tutkijaa, mikä takaa perus- ja jatko-opiskelijoillemme ihanteellisen tutkijankoulutusympäristön. Laboratoriomme tutkijoista Olli Lounasmaalle myönnetiin vuonna 1996 kansainvälinen Mendelssohnin palkinto ja kultamitali.

Matalien lämpötilojen fysiikka ja aivotutkimus ovat lähitulevaisuudessakin kylmälaboratorion päätutkimusaloina. Pysyäkseen huipulla on jokaisen laboratorion pystyttävä kuitenkin myös uusimaan tutkimusohjelmaansa. Kylmälaboratoriolla on ainutlaatuista näyttöä dynaamisuudestaan: Matalien lämpötilojen tutkimus alkoi 1965, siitä haarautui menestyksekäs aivotutkimus 15 vuotta sitten, ja vuonna 1996 laboratorioon perustettiin nanofysiikan ryhmä. Tässä tutkimuksessa keskitymme aluksi nanoelektroniikan kvantti-ilmiöihin matalissa lämpötiloissa ja yritämme samalla siirtää perustutki-muksen tuloksia anturisovelluksiin. Uusi nanoelektroniikan suuntaus tukee laboratorion vanhoja tutkimussuuntia ja vastaa Suomen Akatemian teettämässä arviossa esitettyyn haasteeseen laboratorion soveltavan tutkimuksen lisäämiseksi.

Vuoden 1996 fysiikan Nobel-palkinto myönnettiin David Leelle, Douglas Osheroffille ja Robert Richardsonille, kolmelle amerikkalaiselle matalien lämpötilojen fysiikan tutkijalle, jotka vuonna 1972 löysivät 3He:n uudet faasit. Kylmälaboratoriossa on tutkittu 3He:n suprajuoksevia faaseja menestyksekkäästi yli 20 vuoden ajan. Otaniemen viskositeettimittaukset osoittivat ensimmäisinä, että löydetyt faasit ovat todella suprajuoksevia. Pyörivällä kryostaatilla tekemiämme vorteksikokeita ovat muut tutkimusryhmät vasta viime aikoina pystyneet toistamaan. Voidaan todeta, että laboratoriossamme on tehty yli puolet 3He-tutkimuksen merkittävistä tieteellisistä tuloksista.

Kylmälaboratorio sai ansaitun tunnustuksen Nobel-säätiöltä, kun palkinnon möntämisen perusteissa todettiin emeritusprofessori Lounasmaan johdolla tehdyn tutkimuksen merkitys. Ruotsin Kuninkaallisen Tiedeakatemian lausunto, osittain lyhennettynä, on julkaistu liitteenä tämän raportin lopussa. Lisäksi kolme laboratoriomme tutkijaa Krusius, Lounasmaa ja Paalanen, saivat kutsun Nobel-palkintojen jakotilaisuuteen Tukholmaan. Kaikki kolme nobelistia osallistuivat heti Tukholman juhlallisuuksien jälkeen kylmälaboratorion Säätytalossa järjestämään Nobel-symposioon.

Nobel-palkinnon myöntäminen jollekin alalle ei tarkoita sitä, että kyseinen kohde olisi tutkittu loppuun. Suprajuoksevan 3He:n menestyksekästä tutkimusta jatketaan kylmälaboratoriossa, tosin uusilla alueilla. Esimerkiksi viimeisimmissä kokeissa on pyritty mallintamaan pyörivän 3He:n avulla alkuavaruuden Big Bang-räjähdyksen jälkeistä nopeaa jäähtymistä.

Tammikuussa 1996 valmistui Olli Lounasmaan opetusministeriön pyynnöstä laatima raportti "Huippuyksikköä ei perusteta vaan se syntyy", joka sisältää ehdotuksia matematiikan, fysiikan, kemian ja tietojenkäsittelytieteen opetuksen ja tutkimuksen kehittämiseksi Suomessa sekä automaattisiin indikaattoreihin perustuvat arviot näiden alojen laboratorioiden tasosta maamme korkeakouluissa.

Olli Lounasmaa toivotti minulle edellisen vuosikertomuksen esipuheessaan onnea tulevassa tehtävässäni. Olen hänelle monessa kiitoksen velkaa, sillä hänen rakentamaltaan pohjalta on helppo jatkaa. Hän on viitoittanut tiemme monilla klassisilla neuvoillaan, joita noudattamalla pystymme säilyttämään kylmälaboratorion korkean tieteellisen tason.

 

Mikko Paalanen

Kylmälaboratorion johtaja