Akatemiapalkinnot uusien proteiinilähteiden etsijälle ja ihmismaantieteen tutkijalle

Emilia Nordlund ja Olle Järv.
Emilia Nordlund ja Olle Järv.

Suomen Akatemian vuoden 2024 akatemiapalkinnot saavat tutkimuspäällikkö Emilia Nordlund VTT:ltä ja akatemiatutkija Olle Järv Helsingin yliopistosta. Järv hyödyntää ihmisten liikkuvuutta yhteiskunnan ilmiöiden ja prosessien ymmärtämisen välineenä. Nordlund on ollut luomassa täysin uutta solumaatalouden tutkimuslinjaa VTT:lle.

Nordlund kehittää uusia tuotantoprosesseja ja innovaatioita, jotka auttavat rakentamaan kestävää ruokajärjestelmää. Tärkeä tutkimuskohde ovat uudet vaihtoehtoiset proteiinilähteet, joita tuotetaan kasvipohjaisista raaka-aineista, teollisuuden sivuvirroista tai bioteknisesti. Näiden toiminnallisuutta ja ravitsemuksellista laatua muokataan muun muassa entsyymiteknologian avulla.

Nordlund tutkii esimerkiksi bioteknisesti tuotettujen ainesosien, kuten kasvi- ja mikrobisolujen proteiineja ruoansulatuksen näkökulmasta. Nordlund on osoittanut, että biotekniikan avulla on mahdollista tuottaa aivan uudenlaisia ainesosia elintarviketeollisuuden käyttöön ja aikaansaada elintarvikkeisiin uusia rakenteita ja ominaisuuksia.

Nordlundilla on vahva tieteellinen näyttö tutkimustyöstä, tutkimusryhmän johtamisesta ja kokonaisen tutkimusalueen tutkimuspäällikön tehtäväkentästä. Nordlund on kansainvälisesti hyvin verkottunut.

”Palkinto on erittäin arvokas tunnustus. Koen sen ja Akatemian rahoituksen erityisen tärkeäksi ruoka-alan tutkimukselle. Ruokajärjestelmä on valtavan murroksen edessä, ja pitkäjänteinen tieteellinen tutkimus uusien ruoantuotantotapojen ja tuotteiden vaikuttavuudesta on kriittisen tärkeää, kun arvioimme niiden mahdollisuuksia osana kestävää ruoantuotantoa ja tasapainoista ravitsemusta.”

Olle Järv edistää ajattelumallia, jossa tieto ihmisten liikkuvuudesta auttaa ymmärtämään paremmin dynaamista ja verkostoitunutta yhteiskuntaa ja sen rakenteellisia muutoksia. Hän on esittänyt uusia näkökulmia useille alueille kuten kaupunkien monimuotoisuuteen ja alueelliseen eriarvoisuuteen, monipaikkaisuuteen ja luontomatkailuun.

Järv on erityisen kiinnostunut siitä, miten digitaalisia massa-aineistoja kuten matkapuhelinten ja sosiaalisen median tietoja voi hyödyntää liikkuvuuden tarkastelussa ja kehittänyt menetelmiä niiden soveltamiseksi yhteiskunnan tutkimuksessa.

Akatemiatutkijana Järv tutkii, kuinka massa-aineistot voivat auttaa ymmärtämään ihmisten rajat ylittävää liikkumista ja vuorovaikutusta ja miten ne edesauttavat kartoittamaan ja ymmärtämään toiminnallisia raja-alueita Euroopassa.

Omaan uravaiheeseensa suhteutettuna Olle Järv on ihmismaantieteen huippututkija. Palkintoperusteluiden mukaan Järvillä on potentiaalia toteuttaa merkittävä jo alkanut kansainvälinen ura omalla alallaan.

”Akatemiatutkijan rahoitus on ollut todella merkittävä uralleni: viisivuotinen BORDERSPACE-hanke mahdollisti uuden tutkimussuunnan perustamisen, tutkimustiimin luomisen sen ympärille ja verkostoitumisen kansainvälisesti. Koen tutkimuksellani vaikuttaneeni siihen, miten tieteessä yhteiskunnan ilmiöitä ja prosesseja ymmärretään ja miten sitä tarkastellaan. Siksi tutkimukseni on myös yhteiskunnallisesti sovellettavissa. On ollut palkitsevaa nähdä, miten hankkeen tutkimus kiinnostaa myös EU:n eri sidosryhmiä päätöksenteon tukemisessa”, kertoo Järv.

Palkinnolla tunnustusta ja kannustusta poikkeuksellisen hyville nuorille tutkijoille

Vuosittaisen akatemiapalkinnon tavoitteena on antaa tunnustusta ja kannustusta urallaan itsenäistymässä oleville tutkijoille sekä kiinnittää huomiota Akatemian tärkeinä pitämiin tavoitteisiin.

Palkinto myönnetään Akatemian rahoittamalle akatemiatutkijalle, tutkijatohtorille, kliiniselle tutkijalle tai akatemiahankkeen vastuulliselle johtajalle, jonka tieteellinen ura on merkittävältä osin vielä edessä.  Palkittavat ovat työssään jo osoittaneet poikkeuksellista tieteellistä rohkeutta, luovuutta tai ennakkoluulottomuutta. Muita palkintokriteerejä ovat tieteellisen tutkimuksen tai tutkijan työn tunnetuksi tekeminen, tiedettä kohtaan tunnetun kiinnostuksen lisääminen, osallistuminen tutkijana yhteiskunnalliseen keskusteluun tai muuten tutkimuksen merkityksen, hyödyntämisen ja vaikuttavuuden lisääminen yhteiskunnassa.

Akatemiapalkintoja on myönnetty vuodesta 2003 alkaen. Tänä vuonna palkinnot luovutetaan Tiedefoorumin yhteydessä 20.5.2025.

Teksti on Suomen Akatemian lähettämä tiedote. Tiedetuubi on tuottanut palkittujen esittelyvideot (alla).

Valon ja aineen vuorovaikutus auttaa OLED-näyttöjä

OLED-näytön osa. Kuva: Mikael Nyberg ja Manish Kumar
OLED-näytön osa. Kuva: Mikael Nyberg ja Manish Kumar

Tutkijat kehittivät teoreettisia menetelmiä OLED-teknologian tehokkuuden parantamiseksi hyödyntämällä valon ja aineen hybriditiloja. Käytännön sovellukset vaativat vielä uusia materiaaleja ja jatkokehitystä, mutta tutkimus tarjoaa lupaavan suunnan OLED-teknologian kehitykselle. 

Turun yliopiston tiedote kertoo, että OLED-näyttöjen kirkkautta voidaan merkittävästi parantaa valon ja aineen vuorovaikutuksen paremmalla ymmärtämisellä.

OLED-teknologia, eli orgaanisia valoa säteileviä diodeja käyttävä tekniikka on yleistynyt valonlähteenä erilaisissa korkealaatuisissa näyttölaitteissa, kuten älypuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa, televisioissa tai älykelloissa.

Fluoresoivat OLEDit ovat mullistaneet näyttölaitteiden teknologiaa joustavuutensa, keveytensä ja ympäristöystävällisyytensä ansiosta. 

Teknologian heikkoutena on kuitenkin alhainen hyötysuhde: fluoresoivissa OLEDeissa vain 25 prosenttia sähköenergiasta muuntuu tehokkaasti ja nopeasti valoksi. OLED-näyttöjen kirkkaus on yleensä myös muita valaistusteknologioita heikompi.

Turun yliopiston ja yhdysvaltalaisen Cornellin yliopiston tutkijat ovat nyt ehdottaneet ennakoivaa mallia tämän ongelman ratkaisemiseksi.

OLEDit ovat elektronisia komponentteja, jotka valmistetaan orgaanisista hiilipohjaisista yhdisteistä ja jotka tuottavat valoa, kun niihin johdetaan sähkövirtaa. Toisin kuin perinteisissä LCD-näytöissä, OLED-näytöissä jokainen pikseli säteilee itse valoa ilman erillistä taustavalaistusta.

Kun OLEDeissa käytetyt orgaaniset valoa säteilevät molekyylit asetetaan kahden puoliläpäisevän peilin väliin, ne voivat alkaa vuorovaikuttaa valon kanssa. Tämä vuorovaikutus voi luoda uudenlaisia hybriditiloja, eli uusia hiukkasia, joita kutsutaan polaritoneiksi.

Tuoreessa tutkimuksessa havaittiin, että oikeanlaisella säätelyllä voidaan löytää ihanteellinen piste, jossa pimeät tilat, 75 % kaikista tiloista, alkavatkin muuttua kirkkaiksi polaritoneiksi. Tämä voisi parantaa näyttöjen kirkkautta ja energiatehokkuutta huomattavasti.

"Vaikka yleinen ajatus polaritonien hyödyntämisestä OLED-teknologiassa ei ole täysin uusi, ennustava teoria suorituskyvyn vaihtelusta on puuttunut", kertoo apulaisprofessori Konstantinos Daskalakis Turun yliopistosta.

"Tässä työssä tarkastelimme tarkkaan, missä polaritoni saavuttaa ihanteellisen pisteensä eri skenaarioissa. Havaitsimme, että polaritonien vaikutus riippuu kytkettyjen molekyylien lukumäärästä. Mitä vähemmän molekyylejä, sitä suurempi vaikutus on."

"Esimerkkimolekyyleillä ja vain yhdellä kytketyllä molekyylillä hyötysuhde parani merkittävästi", jatkaa tutkijatohtori Olli Siltanen

"Parhaimmillaan polaritonit kiihdyttivät pimeiden tilojen konversiota jopa 10 miljoonaa kertaa nopeammaksi." 

Kun ilmiötä tutkittiin samanaikaisesti suurella määrällä molekyylejä, polaritoninen vaikutus oli vähäinen. Siksi nykyisten OLED-laitteiden valontuottotehokkuutta ei voida parantaa yksinkertaisesti varustamalla ne peileillä.

Tutkimuksessa saatu teoreettinen tieto on lupaava, mutta sen soveltaminen käytäntöön vaatii vielä jatkokehitystä.

"Seuraava haaste on kehittää teknologiaa, joka mahdollistaisi yksittäisten molekyylien vahvan kytkennän, tai luoda uusia molekyylejä, jotka on räätälöity polaritoneja hyödyntäviin OLEDeihin", selittää Daskalakis.

"Molemmat lähestymistavat vaativat merkittäviä teknisiä ratkaisuja, mutta onnistuessaan ne voisivat parantaa OLED-näyttöjen hyötysuhdetta ja kirkkautta huomattavasti."

OLED-laitteiden laajamittaisempaa käyttöönottoa ovat hidastaneet niiden alhainen energiatehokkuus ja rajallinen kirkkaus, etenkin verrattuna perinteisiin LED-laitteisiin. Tämä tutkimus voi kuitenkin tarjota perustan uuden sukupolven OLED-laitteille, jotka ovat entistä tehokkaampia ja pystyvät saavuttamaan aiemmin mahdottomana pidetyn suorituskyvyn.

Tulokset on julkaistu Advanced Optical Materials -lehdessä.

*

Juttu on Turun yliopiston tiedote lähes sellaisenaan, Tiedetuubin toimituksen tarkastamana.

Kiertoradalla tapahtuu kummia: hajoamisia ja putoamisia

Hypoteettisen satelliitin räjähdys Grok-tekoälyn piirtämänä
Hypoteettisen satelliitin räjähdys Grok-tekoälyn piirtämänä

Alas putoavia satelliitteja ja räjähdyksiä kiertoradalla. Nyt avaruudessa tapahtuu paljon, mutta näille on selitys. Tulevaisuudenkuva sen sijaan on huolestuttava.

Viime aikoina taivaalla on tapahtunut paljon muutakin kuin kaunis planeettojen asettuminen jonoon ja revontulinäytelmiä. SpaceX on hilannut uusia Starlink-satelliitteja avaruuteen häkellyttävällä tahdilla. 

Laukaisuita on ollut tähän mennessä 14 eli keskiarvona melkein kaksi viikossa. Lisäksi Falcon 9:t ovat vieneet taivaalle muita satelliitteja ja pari kuulaskeutujaakin, joten SpaceX:n tahti on ollut hurja.

Yhdessä laukaisussa on kyydissä 21 tai 23 Starlink-satelliittia. Näin ollen uusia satelliitteja jo noin 7000-satelliittiseen konstellaatioon on tullut tänä vuonna lähes 300.

Samaan aikaan yhtiö hilaa alas kiertoradalta vanhempia satelliittejaan, joissa on suunnitteluvirhe. Se saattaa saada satelliitin sammumaan, joten yhtiö tuo ne alas tuhoutumaan ilmakehässä niin kauan kuin satelliitit ovat vielä toimintakuntoisia.

SpaceX kertoi nyt helmikuun 12. päivä julkaisemassaan tiedotteessa, että satelliitit ovat ensimmäisiä ensimmäisen sukupolven satelliitteja. Ne laukaistiin avaruuteen vuosina 2019 ja 2020, eikä niitä varmaankaan kukaan jää kaipaamaan, sillä niissä ei ole kirkkautta vähentävää visiiriä ja uudet satelliitit ovat paljon kyvykkäämpiä kuin nämä metusalemit.

Satelliittien rataa pudotetaan vähitellen kuuden kuukauden aikana.

SpaceX:n mukaan Starlink-palvelut eivät kärsi tästä. Tiedote kertoo, että “SpaceX kykenee valmistamaan 55 satelliittia viikolla ja laukaisemaan niitä avaruuteen yli 200 kuukaudessa.”

Starlink-satelliitteja

Uuden sukupolven Starlink-satelliitteja juuri ennen niiden vapauttamista avaruuteen. Kuva: SpaceX.

 

Paitsi Starlink-satelliittien suuri määrä, niin myös hajonneiden satelliittien ja näiden alas ohjattavien satelliittien määrä saa jälleen ajattelemaan avaruuden lennonjohtosysteemiä. Lähiohitusten määrä on lisääntynyt ja törmäysriski kasvaa koko ajan.

Olisi hyvä, jos yhden yhtiön sijaan olisi kansainvälinen organisaatio, jonka tehtävänä olisi paitsi tarkkailla satelliittien ratoja, niin myös jakaa kiertoratoja ja koordinoida radalta toiselle siirtyviä ja alas pudotettavia satelliitteja.

Nykyisessä maailmantilanteessa tällaisen saaminen on kylläkin hankalaa.

Toinen riski, joka putoavista satelliiteista tulee, on niiden tippuminen asutuille alueille tai esimerkiksi lentokoneiden päälle. Starlink-satelliitit, kuten suurin osa muistakin satelliiteista, tuhoutuvat lähes kokonaan ilmakehän tulisessa syleilyssä, mutta eivät aina täysin: pieniä palasia satelliittien tukevatekoisimmista osista putoaa joskus alas Maan pinnalle saakka.

Kun satelliitteja putoaa nyt useammin ja useammin, muodostavat nämä pikku palaset yhä suuremman riskin. Usein lentoliikennettä varoitetaan jo putoavien satelliittien vaara-alueella, mutta ei läheskään aina.

BBC:n uutinen avaruusromun putoamisesta Puolaan

Juuri tämän jutun julkaisun jälkeen SpaceX:n Falcon 9 -raketin osia putosi Puolaan. Onneksi tämä hiilikuituinen tankki ei pudonnut lentokoneen päälle. Kuvakaappaus BBC:n sivuilta.

 

Pitkällä tähtäimellä tämä ei ole kestävää, vaan jossain vaiheessa avaruuteen täytyy perustaa jonkinlaisia kierrätyskeskuksia vanhentuneille satelliiteille. Toivottavasti Starshipit (ja muut isokokoiset, uudelleenkäytettävät raketit?) voisivat rahdata niitä sieltä alas hävitettäväksi.

No, tähän on vielä aikaa. Nyt tärkeintä on vähentää avaruusromun määrää tuomalla satelliitteja ja rakettien ylimpiä osia alas ilmakehässä tuhoutumaan heti, kun niitä ei tarvita.

Jos ne jäävät kiertämään Maata avaruusromuna, niin tuloksena voi olla myös yhden ison romunpalan lisäksi paljon pientä romua. Ajan myötä sammuneetkin satelliitit saattavat räjähtää, kun jatkuva lämpeneminen ja kylmeneminen sekä muut avaruudessa olemisen rasitukset vaikuttavat niihin.

Tässä puolen vuoden aikana on tapahtunut kolme tällaista suuren avaruusromun hajoamista palasiksi.

Ensimmäinen oli 6. syyskuuta 2024, kun Atlas V -raketin Centaur (raketin ylin vaihe) hajosi ainakin kymmeneen osaan. Raketti oli vienyt GOES-17 -satelliitin avaruuteen vuonna 2018 ja ylin vaihe oli jäänyt sen jälkeen hyvin soikealle radalle, jonka ylin piste oli 34 949 km ja alin 7622 km. Satelliitti suuntasi geostationaariradalle, ja siksi ylimmän vaiheen rata ylettyi melkein sinne.

Tällaiselle radalle menevät raketit eivät yleensä pysty tulemaan takaisin ilmakehään ja tuhoutumaan siinä, joten ne niin sanotusti passivoidaan. Polttoaineet päästetään ulos ja akkujen varaus puretaan. Systeemit sammutetaan siten, että rakettivaiheesta ei olisi haittaa myöhemmin.

Centaur

Centaur-rakettivaihe. Kuva: ULA.

 

Mutta Centaurien kanssa on ollut vaikeuksia aikaisemminkin. Samanlaisia tapauksia oli vuonna 2018 ja 2019, jolloin Centaurin passivointi ei ole nähtävästi onnistunut halutusti, ja ne ovat räjähtäneet. Toivottavasti Vulcan-raketeissa käytettävien uusien Centaur-rakettivaiheiden luotettavuus tässä suhteessa on parempi.

Toinenkin tapaus liittyy raketin ylimpään vaiheeseen. Blue Origin -yhtiön uusi New Glenn teki ensilentonsa tammikuun 16. päivänä, ja vaikka raketin ensimmäinen vaihe ei onnistunut palaamaan takaisin Atlantilla olleen lavetin päälle, sen toinen vaihe jatkoi suunnitellusti avaruuteen ja lentoa voi pitää onnistuneena. Jos mukana olisi ollut satelliitti, se olisi päässyt avaruuteen.

Satelliitin sijaan kyydissä oli Blue Ring -niminen laite, eräänlainen pieni avaruushinaaja, joka voi viedä siinä olevia satelliitteja oikeille radoilleen ja myöhemmin myös siirtää sekä huoltaa avaruudessa jo olevia satelliitteja. Tätä ei irrotettu rakettivaiheesta tällä kerralla, koska nyt testattiin lähinnä tietoliikennettä Blue Ringin ja lennonjohdon välillä.

Blue ringBlue Ring avaruudessa piirtäjän hahmottelemana. Tällä kerralla laitetta ei irrotettu raketin ylimmästä vaiheesta. Kuva: Blue Origin.

 

Laukaisun jälkeen ylin vaihe inaktivoitiin, mutta nähtävästi ei kunnolla, sillä helmikuun 10. päivänä se rähähti.

Vaihe oli myös varsin soikealla radalla maapallon ympärillä; korkein piste 19300 km ja matalin 2400 km. Se on sen verran kaukana, että palaset pysyvät avaruudessa harminamme tuhansia vuosia.

Ja näiden välissä, lokakuun 19. päivänä 2024 Intelsat 33E -tietoliikennesatelliitti hajosi palasiksi geostationaariradalla. Tuolla radalla, jolla yksi kierros ympäri maapallon kestää yhden vuorokauden ja siksi siellä olevat satelliitit näyttävät pysyvän paikallaan taivaalla, on paljon sää-, tietoliikenne ja muita satelliitteja, joten romun syntyminen sinne on varsin ikävää.

Kyseessä on Boeing-yhtiön rakentama satelliitti, jonka kanssa samanlainen Intelsat 29E koki myös kovia vuonna 2019. Se menetti asennonsäätökykynsä todennäköisesti työntövoimajärjestelmässä olleen vian vuoksi, ja nytkin kaikki viittaa siihen, että ratahallintaan tarkoitettu rakettimoottori ja siihen liittyvät systeemit olisivat saaneet aikaan uudemmankin Intelsatin hajoamisen osiin. Siis räjähdyksen.

Intelsat 33EPiirros Intelsat 33E -satelliitista. Kuva: Boeing.

Kokonaisuudessa parin satelliitin hajoaminen ei ole iso asia, sillä arvioiden mukaan maapalloa kiertää noin 29 000 avaruusromukappaletta, jotka ovat kooltaan yli 10 cm. Sentin tai yli olevia on noin 670 000 ja millimetriä suurempia yli 170 miljoonaa.

Nämä tapaukset vievät kuitenkin lähemmäksi tilannetta, missä romua tulee yhä lisää ja romunpalaset törmäilevät toisiinsa saaden mahdollisesti aikaan ikävän ketjureaktion. Niin sanotussa Kesslerin syndroomassa lähiavaruus muuttuisi niin vaaralliseksi, että sen käyttö ei onnistuisi enää turvallisesti.

Yksi uhka lisää tähän synkistelyn täyttämään aikaamme…

*

Otsikkokuvassa on Grok2-tekoälyn luoma kuva hypoteettisen satelliitin hajoamisesta avaruudessa.

Teksti on julkaistu myös Ursan blogina.

Juttuun on lisätty kuva ja tieto Puolaan keskiviikkona 19.2. pudonneesta avaruusromun palasesta.

Tiesitkö tämän lumesta?

Lumihiutaleita Israel Perkins Warrenin (1814-1892) piirtämänä
Lumihiutaleita Israel Perkins Warrenin (1814-1892) piirtämänä

Eteläisessä Suomessa on satanut kuivaa pakkaslunta nyt hiihtolomaviikon aluksi. Siksi aloitamme viikon kertomalla pikkutietoa lumihiutaleista.

Lumihiutaleet ovat todella kiehtovia, koska ne kaikki ovat ainutlaatuisia. Niisstä yhdistyvät fysiikka ja kemia luonnonkauneuden kanssa.

Ne syntyvät, kun ilma on tarpeeksi kylmää, yleensä alle -5°C, ja ilmassa oleva vesihöyry pääsee jäätymään pienen pölyhiukkasen tai tai muun mikroskooppisen, ilmassa olevan hitusen ympärille. 

Kun vesihöyry alkaa kiteytyä sen pinnalle, lumihiutale kasvaa samalla pudoten alaspäin. Riippuen siitä, miten kasvava hiutale kulkee eri lämpötila- ja kosteusvyöhykkeiden läpi, hiutale kasvaa hieman eri tavalla.

Yleistäen lähellä nollaa olevissa lämpötiloissa syntyy yksinkertaisia neulamaisia muotoja. Hieman kylmemmässä, välillä jotakuinkin -5 °C – -10 °C, syntyy enemmän haarautuvia, tähtimäisiä lumikiteitä. Sitä kylmemmässä tulee enemmän levymäisiä ja lopulta alle -15 °C:n pakkasessa syntyvät kauneimmat, monimutkaiset ja haarautuneet lumihiutaleet.

Ainakin tänään Helsingissä satavat hiutaleet ovat sterotyyppisen tähtimäisiä. Todella kauniita. 

Lumihiutaleiden muoto johtuu siitä, että jäätyvät vesimolekyylit asettuvat kuusikulmaiseen eli heksagonaaliseen hilarakenteeseen. Tämä veden sisältämän vedyn sidoksista kumpuava kuusikulmaisuus näkyy lumihiutaleen rakenteessa, niin yksinkertaisissa jäälaatoissa kuin isosakaraisissa hiutaleissa. Kolmio- ja prismamaiset muodot ovat yksinkertaistuksia kuusikulmaisuudesta.

Koska lumihiutaleet ovat jäätä, ja valo kulkee helposti jään läpi samaan tapaan kuin lasikappaleen läpi, saa lumihiutaleiden muoto aikaan valon hajoamista, heijastumista ja sirontaa. Tämä valosekamelska saa aikaan sen, että lumi näyttää valkoiselta. 

Jokainen lumihiutale on ainutlaatuinen, koska jokainen syntyy hieman eri tavalla. Lämpötila, kosteus, paine ja putoamisreitti vaikuttavat siihen, miten vesihöyry kiteytyy jääksi. 

Lumihiutaleet ovat yleensä koontaan muutamia millimetrejä, 1–5 mm, mutta hyvissä olosuhteissa voi syntyä myös parin sentin kokoisia "jalkarättejä". 

Guinnessin ennätysten kirjan perusteella suurin tietoon tullut lumihiutale oli 38 cm leveä. Se  havaittiin vuonna 1887 Fort Keoghissa, Montanassa, Yhdysvalloissa, mutta koska tätä ei ole dokumentoitu tarkasti, voi tämä jättilumihiutale olla myös tarua. 

Lumihiutaleita on ihailtu ja ihmetelty kautta aikain, mutta (tiettävästi) ensimmäisen tieteellisen katsauksen niihin teki Wilson Bentley (1865–1931). Hän kuvasi tuhansia lumihiutaleita mikroskoopilla.

Japanilainen Ukichiro Nakaya luokitteli lumihiutaleita niiden muodon perusteella ja teki ensimmäisen lumihiutaleiden muotodiagrammin, jonka avulla voidaan selittää hiutaleiden muodostumista ilmakehän eri olosuhteissa.

Otsikkokuvassa on amerikkalaisen Israel Perkins Warrenin (1814–1892) piirroksia lumihiutaleista.

Suomessa lumihiutaletutkimusta ovat tehneet mm. Annakaisa von Lerber ja Jani Tyynelä. 

Nykyisin lumihiutaleiden muodostuminen voidaan mallintaa kvanttifysiikan avulla; lumihiutaleet auttavat puolestaan ymmärtämään kiteiden kasvua ja itseorganisoitumista.

Merenalainen lasisilmä havaitsi superäreän neutriinon

Isolta lasista, teräksestä ja kullasta tehdyltä korulta näyttävä KM3NeT-neutrinoilmaisin
Isolta lasista, teräksestä ja kullasta tehdyltä korulta näyttävä KM3NeT-neutrinoilmaisin

Välimeressä sijaitseva  KM3NeT-teleskooppi on havainnut neutriinon, jonka energia on kolmekymmentä kertaa suurempi kuin mitä on aiemmin havaittu. Arvoitukselliset avaruudesta tulevat neutriinot ovat nyt entistäkin arvoituksellisempia.

Neutriinot ovat omituisia avaruuden vipeltäjiä. Ne vuorovaikuttavat erittäin huonosti tavallisen aineen kanssa, minkä vuoksi niitä on erittäin vaikeaa havaita.

Niitä kutsutaankin haamuhiukkasiksi, vaikka niitä on valtavasti: Noin 65 miljardia neutriinoa kulkee joka sekunti jokaisen neliösenttimetrin läpi Maan pinnalla, myös sinun lävitsesi.

Neutriinon massa on miljoona kertaa pienempi kuin elektronin, ja niitä syntyy koko ajan ällistyttävän paljon Auringossa, muissa tähdissä, supernovaräjähdyksissä ja erilaisissa avaruuden suurienergisissä tapahtumissa. Myös kaikista tapahtumista järein, big bang, synnytti neutriinoita, jota haahuilevat edelleen maailmankaikkeudessa.

Kosmiset säteet tuottavat myös neutrinoita ilmakehän molekyyleihin osuessaan.

Koska neutrinoita on hankalaa havaita, ovat neutriino-observatoriot varsin omalaatuisia. 

Nyt ennätyksellisen neutriinon havainnut laitteisto on nimeltään KM3NeT (Cubic Kilometre Neutrino Telescope) eli "kuutiokilometrin kokoinen neutriinoteleskooppi". Siinä on yli 5600 herkkää valoilmaisinta, jotka on sijoitettu 2500 – 3500 metrin syvyyteen Välimereen kahteen paikkaan lähellä Toulonia Ranskassa ja Sisiliaa Italiassa.

Yksi valoilmaisinpallo

KM3NeT koostuu tällaisista palloista, joiden sisällä on otsikkokuvassa olevia pienempiä palloja, joiden sisällä valoilmaisimet ovat. KM3NeT on italialais-ranskalais-alankomaalainen yhteishanke. Kuva: KM3NeT-kollaboraatio. Otsikkokuva: Jari Mäkinen.

Piirros palloista meressä

Pallot ovat meressä kaapeleissa, jotka kulkevat ankkurista kellukkeeseen. Piirros: KM3NeT-kollaboraatio.

 

Teleskooppi toimii siten, että se havaitsee valoilmaisimillaan ns. Tšerenkovin valoa. Kun neutriino törmää vesimolekyyliin, se synnyttää hiukkasia, jotka liikkuvat nopeammin kuin valo vedessä. Tämä aiheuttaa sinisen valon väläytyksen, jota kutsutaan Tšerenkovin valoksi.

Kyllä, luit oikein: hiukkaset liikkuvat valoa nopeammin. Vaikka mikään ei voi liikkua tyhjiössä valoa nopeammin, ei tilanne ole sama vedessä, missä vesi saa aikaan sen, että valon nopeus on 1,33 kertaa hitaampi kuin tyhjiössä. Väliaine, eli vesi, ei vaikuta kuitenkaan hiukkasten nopeuteen.

Valoilmaisimet havaitsevat näitä heikkoja ja harvoja sinisen valon välähdyksiä, ja kun ilmaisimia on paljon laajalla alueella, voidaan niiden avulla nähdä hiukkasen rata kolmiulotteisesti. Merten syvyyksissä on säkkipimeää, joten valontuikahdukset näkyvät hyvin.

Kun havaintoja analysoidaan tietokoneella, voidaan päätellä neutriinon alkuperä ja energia.

Neutriinon reitti

Piirros neutriinon radasta ja siitä, miten sen reitti voidaan saada selville. Koska neutriinot kulkevat myös maapallon läpi kuin tyhjää vain, niitä tulee teleskooppiin joka puolelta, myös alapuolelta. Piirros: KM3NeT-kollaboraatio.

 

30 kertaa aiempaa äreämpi neutriino

Eilen 12. helmikuuta 2025 julkaistiin Naturessa artikkeli, jossa KM3NeT-kollaboraatio kertoo havainneensa suurienergisimmän koskaan havaitun neutriinon.

Neutriinon energia on noin 220 petaelektronivolttia (PeV), eli kolmekymmentä kertaa suurempi kuin aiemmin havaitut. Kysymys kuuluukin: missä ja millaisessa prosessissa ultrakorkeaenerginen neutriino voi syntyä? 

Mustien aukkojen törmäys? Haamu maailmankaikkeuden synnystä?

Ennätysneutriinohavainto

 

Yhden havainnon perusteella on vaikea tehdä vielä johtopäätöksiä, mutta nyt tutkijat osaavat kiinnittää paremmin huomiota aivan uuden energiatason neutriinoihin ja toivoa, että niitä saadaan haaviin lisää. 

Tässä auttaa myös se, että KM3NeT ei ole vielä täysin valmis. Siihen lisätään enemmän valoilmaisimia, ja se on lopullisessa muodossaan vasta vuonna 2030.

*

Uutisen lähteenä on Ranskan kansallisen tutkimuskeskuksen CNRS:n tiedote. 

Känny kiinni sunnuntaisin

Shut the phone up Sunday -logo
Shut the phone up Sunday -logo

Nokia-merkin alla matkapuhelimia myyvä HMD kertoo myyntinsä olevan huimassa kasvussa: "vanhanaikaisille" perusmatkapuhelimille on yhä enemmän kysyntää, ja etenkin nuoret haluavat niitä multimediaälypuhelinhärpäkkeiden sijaan.

Suomalainen Human Mobile Devices on yhtiö, joka on tuonut ammoisten Nokia-puhelimien näköiset- ja kaltaiset matkapuhelimet jälleen markkinoille. Yhtiä kertoo suuntaavansa katseensa henkilöihin, jotka tuntevat digitaalisen ylikuormituksen haitat ja pitävät tarkasti silmällä budjettiaan. Puhelimet tarjoavat mahdollisuuden olla saavutettavissa ja pitää lomaa älypuhelimien helposti tarjoavasta digiähkystä.

Kysyntää näille näyttää olevan, sillä HMD:n tuoreen tiedotteen mukaan näppäinpuhelimien myynti on kasvanut merkittävästi kahden viimeisen vuoden aikana eri puolilla maailmaa. HMD:n myynti on kasvanut kaksinumeroisen luvun verran jo kahtena  vuonna peräkkäin.

HMD:n Nokia-puhelimia

Tiedote kertoo, että kasvu on seurausta Yhdysvalloissa vuonna 2023 alkaneesta kulttuurisesta muutoksesta, jossa erityisesti Z-sukupolvi on alkanut peräänkuuluttaa yksinkertaisempia, häiriötekijöistä vapaita laitteita. 

TikTok-hashtag #bringbackfliphones on kerännyt jopa 61 miljoonaa katselukertaa, mikä korostaa kasvavaa tarvetta irrottautua älypuhelimista.

Nyt yhtiö on tuomassa myyntiin HMD BarbieTM -simpikkapuhelimen, joka perustuu vuonna 2023 esiteltyyn Nokia 2660 Flip -puhelimeen. Juuri värikkäät, yksinkertaiset simpukkapuhelimet näyttävät olevan hip ja pop.

HMD:n puhelimien suosio on selvä merkki siitä, että kuluttajat kaipaavat yksinkertaisempia puhelimia. 

Maailman myllerrykset ovat omiaan lisäämään kiinnostusta sulkea suuri osa uutisista ja notifikaatioista ulkopuolelle – ainakin osittain.

Yhtiö on nyt esitellyt (myynnin lisäys tietysti mielessään) "Shut the phone up Sundayn", eli "Sulje känny sunnuntaiksi" -kampanjan, joka nimensä mukaisesti ehdottaa jättämään älypuhelimet sivuun ainakin yhdeksi päiväksi. Kampanjaan liittyy myös alennuksia tuotteista.

Kun tiedetään, että jatkuva älypuhelimien käyttö syö huomaamatta ihmisen kognitiivista kapasiteettia ja vähentää keskittymiskykyä, Tiedetuubi suosittelee samaa.

Kevät on tullut – Siitepölykausi on alkanut

Pähkinäpensaan norkkoja. Kuva: Annika Saarto
Pähkinäpensaan norkkoja. Kuva: Annika Saarto

Ensimmäiset pähkinäpensaat ovat aloittaneet kukintansa Suomen lounaisosissa. Vaikka juuri nyt pakkanen paukkuu koko maassa, on talvi ollut tavallista leudompi. Siksi siitepölykauden alku on usealla viikolla aikaisessa.

Turun yliopiston tiedote – Ilman siitepölymäärät ovat toistaiseksi hyvin pieniä ja keskittyvät pähkinäpensaan kukkivien kasvustojen läheisyyteen.

Pähkinäpensaan siitepölyä on kuitenkin kantautunut satunnaisesti laajemmalle alueelle Suomeen hyvin pieniä määriä maan rajojen eteläpuolelta jo usean viikon ajan.

Tällä hetkellä myös lepän siitepölyn kaukokulkeumat ovat eteläisten ilmavirtausten vallitessa mahdollisia. Suomessa lepän kukinnan ei odoteta alkavan vielä muutamaan viikkoon.

Siitepölykauden alkamisen myötä Turun yliopisto on aloittanut säännöllisen siitepölytiedotuksen.

Tilannepäivityksiä ja ennusteita tuleville päiville laaditaan kolmesti viikossa maanantaisin, keskiviikkoisin ja perjantaisin. 

Tiedotteet julkaistaan osoitteessa norkko.fi, minkä lisäksi tietoa siitepölytilanteesta jaetaan sosiaalisen median puolella Facebookissa ja BlueSkyssä.

"Siitepölykausi käynnistyy tänä vuonna poikkeuksellisen varhain", kertoo projektitutkija Sanna Pätsi Turun yliopiston siitepölytiedotuksesta.

"Aloitamme vuosittain säännöllisen tiedottamisen, kun kaukokulkeumia esiintyy päivittäin tai kun paikallinen pähkinäpensaan kukinta on alkanut. Tyypillisesti tämä hetki ajoittuu helmikuun jälkimmäiselle puoliskolle tai maaliskuun alkuun. Syy tämän vuoden aikaiseen aloitukseen löytyy Keski-Euroopan ja Suomen leudosta talvesta. Tilanne voi Suomessa kuitenkin vielä muuttua ja jo alkanut kukinta keskeytyä, jos sää muuttuu selvästi kylmemmäksi."

Säännöllinen siitepölytiedotus jatkuu noin syyskuun lopulle saakka.

Pähkinäpensaan ja lepän jälkeen on vuorossa koivu, jonka odotetaan kukkivan runsaammin kuin viime vuonna. Kesän kukkijoita ovat heinät ja pujo. Viimeisenä allergikkojen riesana on tuoksukki, jonka siitepölyä kulkeutuu Suomeen eteläisemmästä Euroopasta elokuulta syyskuulle ja joskus vielä lokakuussa.

Turun yliopisto seuraa siitepölytilannetta Suomessa kahdeksalla eri paikkakunnalla. Noin viidennes maamme väestöstä on allergisia siitepölylle.

Teksti on Turun yliopiston tiedote. Otsikkokuvassa on pähkinäpensaan norkkoja. Kuva: Annika Saarto.

Yksityinen 5G-mobiiliverkko Pyhtään lentokentälle

Pyhtään lentokenttä ilmasta
Pyhtään lentokenttä ilmasta

Pyhtään lentokentälle (Helsinki East Aerodrome) Kymenlaaksoon rakennetaan yksityinen 5G-verkko, siihen kytkettyjä antureita sekä tietoturvaan liittyviä kameroita ja tutka. 

Helsinki East Aerodromen tiedote – LUT-yliopiston koordinoima Carewings-5G-projekti tuo Pyhtään lentokentälle Kymenlaaksoon 5G-verkon ja drooneja. Verkkojen Eurooppa (CEF) -ohjelman 1,8 miljoonan euron tuella Pyhtään lentokenttä muutetaan uudenlaiseksi, digitalisoiduksi lentopaikaksi. 

Projektin kokonaisbudjetti on noin 2,4 miljoonaa euroa. Sen aikana luodaan 5G-teknologiaan perustuva räätälöity ratkaisu, joka mahdollistaa prosessien automatisoinnin ja sähköisten droonipohjaisten palveluiden käytön. 

Tuloksena on helposti skaalautuva toimintamalli, joka voidaan monistaa käyttöön alueellisilla lentokentillä niin Suomessa kuin muuallakin Euroopassa.

Carewings5G-projektissa testataan myös droonien käyttöä pelastustarkoituksiin kolmessa erilaisessa tilanteessa: liikennenonnettomuuksien nopea tilanneanalyysi, kadonneiden etsiminen ja löytäminen sekä verinäytteiden säännöllinen toimitus. 

Ensimmäisessä muodostetaan alueellinen tilannekuva ja arvioidaan vahingoittuneiden hoidon tarve hätäkeskukselle. 

Myös toisessa testitilanteessa drooneja ja kamerateknologiaa käytetään ensi vaiheen terveystarkastukseen. 

Kolmanneksi testataan diabetespotilaiden säännöllisten verensokerinäytteiden toimitusta potilaiden kotoa hyvinvointialueen laboratorioon. 

Droonit tarvitsevat julkisen ja yksityisen verkon yhteistyötä, koska lentotehtävissä ne ovat valtion omistaman Suomen Erillisverkot Oy:n piirissä ja Pyhtään lentokentälle rakennettavassa yksityisessä 5G-verkossa.

Pyhtään lentolentän hallin sisällä on lentokoneita

Pyhtään lentolentällä on kiitotien lisäksi suuri halli ja hallintorakennuksia. Se on valmis nykyistä aktiivisempaankin toimintaan. Tässä hallissa on Tech Runway -tapahtuma meneillään vuonna 2023. Kuva: Jari Mäkinen.

 

Sähköinen liikenne ja digitalisaatio LUTin osaamisen ytimessä

 LUT-yliopiston kannalta hanke on erittäin kiinnostava, koska sähköinen liikenne sekä digitalisaatio, automaatio, ja tiedonhallinta ovat jo pidemmän aikaa olleet yliopiston tutkimusaiheita. 

LUTissa on käynnissä useita niin kotimaisia kuin EU:n Horisontti Eurooppa -ohjelman sähköisen liikenteen hankkeita, latausinfrastruktuureista ja energiajärjestelmäintegraatioista raskaan liikenteen sähköistämiseen.

Pyhtään kunnan ja LUT-yliopiston lisäksi Carewings-5G-konsortiossa on mukana joukko Suomessa toimivia muun muassa yksityisiä 5G-verkkoja sekä data-analytiikkaa tekeviä yrityksiä. Mukana ovat Poutanet Oy, Cumucore Oy, Redstone Aero Oy (Pyhtään lentokenttä), Aufwin Oy, Anarky Labs Oy, HealthFOX Oy, Vaiscom Oy sekä yhteistyökumppaneina Viima Aerospace Technologies Oy ja Varjo Technologies Oy.

Mikä on elämän tarkoitus?

Pohtijoita meren rannalla
Pohtijoita meren rannalla

Itä-Suomen yliopistossa on lähdetty selvittämään elämän perimmäistä tarkoitusta ja tarkoituksettomuutta koskevia uskomuksia. Tutkimukseen haetaan laajasti täysi-ikäisiä vastaajia, jotka asuvat Suomessa.

(Itä-Suomen yliopiston tiedote) Aiemmissa tutkimuksissa on selvinnyt, että elämän tarkoitusta tai päämäärää ajattelee usein yli 40 prosenttia suomalaisista aikuisista. Vuoden 2023 nuorisobarometrin mukaan myös 15–29-vuotiaista suomalaisista elämän tarkoitusta pohtii usein noin 27 prosenttia ja 44 prosenttia miettii sitä joskus.

"Tulokset kertovat siitä, miten usein aihetta pohditaan, mutta ajatusten sisältö ja konteksti jäävät pimentoon", sanoo väitöskirjatutkija Noora Palmi.

"Siksi haluamme nyt kartoittaa, mitä suomalaiset ajattelevat elämän perimmäisestä tarkoituksesta tai tarkoituksettomuudesta – millaisissa tilanteissa asiaa erityisesti mietitään, ovatko ajatukset muuttuneet iän myötä ja millaisia tunteita pohdintaan liittyy."

Elämän perimmäistä tarkoitusta ja tarkoituksettomuutta koskevat näkemykset ovat osa olemassaoloon ja maailmankuvaan kuuluvia uskomuksia, ja ainakin teoreettisesti ne ovat yhteydessä myös uskonnollisiin ja uskonnottomiin uskomuksiin.

"Koska yksilöiden todelliset maailmankuvat ja uskontoon liittyvät uskomukset ovat teorioita monivivahteisempia, on arvokasta saada aiheesta empiiristä tietoa eikä tyytyä pelkkiin oletuksiin."

Noora Palmin käytännöllisen teologian alan väitöskirja syntyy yhteistyössä muun muassa Itä-Suomen yliopistossa meneillään olevan Suomen Akatemian rahoittaman Uskonto, merkitys ja maskuliinisuus -hankkeen kanssa.

"Toivomme, että tutkimuksen avulla saamme tietoa siitä, onko elämäntarkoitukseen liittyvissä uskomuksissa ja niitä koskevissa arvostuksissa eroja eri sukupuolten välillä. Samalla selviää, onko niissä jotain ominaista erityisesti miehille, naisille tai muunsukupuolisille", Palmi kuvailee.

Samaa kysymystä tarkastellaan myös muiden taustamuuttujien, kuten iän ja koulutustaustan, osalta. Siksi Palmin mukaan olisi tärkeää, että kyselyyn vastaisi mahdollisimman monen ikäisiä kaikkien sukupuolten edustajia erilaisilla koulutustaustoilla. 

Tutkimuseettisistä syistä vastaajien täytyy kuitenkin olla vähintään 18-vuotiaita.

Tutkimuksessa taustoitetaan myös vastaajien merkityksellisyyden kokemuksia sekä poliittisia näkemyksiä.

Kysely löytyy osoitteesta go.uef.fi/tarkoitus

Malariaan tulossa rokote Toimitus Ke, 08/01/2025 - 16:24
Kaksi Vivaxin-rokotepulloa
Kaksi Vivaxin-rokotepulloa

Malaria on eräs maailman ikävimmistä sairauksista. Vuonna 2023 maailmassa oli noin 263 miljoonaa malariaan sairastunutta, ja heistä noin 597 000 kuoli siihen 83 maassa. Nyt näyttää siltä, että malariaan olisi tulossa rokote.

(Agência FAPESPin tiedote) Brasilialaistutkijat ovat hakeneet patenttia rokotteelle, joka on suunnattu Amerikan yleisintä malariaa vastaan. Plasmodium vivax -malariarokote on jo läpäissyt esikliiniset testit, jotka arvioivat laatua, tehoa ja turvallisuutta lupaavin tuloksin. 

Tutkijat ovatkin hakemassa tammikuussa 2025 lupaa kolmannen vaiheen kliiniselle kokeelle.

Malariaa aiheuttavat viisi Plasmodium-alkueläinlajia, joista kolme löytyy Brasiliasta (P. vivax, P. falciparum ja P. malariae). Loisten ihmisiin tartuttaa infektoituneet naaras-Anopheles-hyttyset. Ainoa käytössä oleva rokote on suunnattu P. falciparumia vastaan. Maailman terveysjärjestö (WHO) on suositellut tätä rokotetta myös lapsille muutamissa Saharan eteläpuolisissa maissa Afrikassa vuodesta 2021 lähtien.

“Tuotteemme on ainutlaatuinen maailmassa ja täysin Brasiliassa valmistettu", kertoi Irene Soares, tutkimushankkeen yhteisvastuullinen tutkija ja São Paulon yliopiston farmaseuttisten tieteiden osaston professori Agência FAPESPille. 

"Tavoitteeni tutkimuksen alusta lähtien yli kymmenen vuotta sitten on ollut rokotteen tuottaminen. Olemme nyt viimeisessä vaiheessa kliinisten kokeiden hyväksymiselle.” 

Rokote on nimeltään Vivaxin, ja se on läpäissyt testit hyvien laboratorio- ja valmistuskäytäntöjen varmentamiseksi. Se esiteltiin syyskuussa Minas Geraisin liittovaltion yliopiston (UFMG) ja sen rokoteteknologiakeskuksen CT-Vacinasin toimesta. Nämä ovat yhteistyössä Brasilian kansallisen rokotetieteen ja -teknologian instituutin ja Belo Horizonten teknologiapuiston kanssa.

Tutkimusryhmän julkaiseman artikkelin mukaan rokote aiheutti korkeita vasta-ainetasoja hiirissä ja kaneissa. Se osoittautui turvalliseksi ja hyvin siedetyksi esikliinisissä kokeissa. 

Koostumus yhdistää kolme P. vivax -proteiinin samalla kromosomipaikalla olevaa versiota yhteen molekyyliin, jotta rokotteen teho olisi parempi kaikkia variantteja vastaan.

P. vivax ei ole sama malaria kuin Afrikan yleisin, vieläkin harmillisempi malariavariatti P. falciparum

Se valittiin kuitenkin kohteeksi, koska se on runsain pinta-proteiini Plasmodium-alkueäinten tartuttamien hyttysten sylkirauhasessa. Allkueläimet liikkuvat aktiivisesti isännän ihossa ja pääsevät tartuttamaan isäntänsä juuri sylkirauhasten kautta.

Tutkimuksessa rokotetut hiiret tuottivat vasta-aineita, jotka tunnistivat kaikki kolme varianttia. Joidenkin tapauksissa tartunta estettiin kokonaan, kun taas toisissa loisten ilmestyminen verenkiertoon viivästyi.

Malaria Brasiliassa ja maailmalla

Malaria on Amazonin alueella ja maailmanlaajuisesti suuri kansanterveysongelma. 

Se aiheuttaa korkeaa kuumetta, vapinaa, hikoilua ja päänsärkyä. Vakavissa tapauksissa se voi aiheuttaa kouristuksia, verenvuotoa ja tietoisuuden häiriöitä. 

Brasiliassa raportoitiin vuonna 2024 tammikuun ja lokakuun välisenä aikana 117 946 malaria-tapausta, joista 80% (95 113) aiheutti P. vivax.

Tauti leviää etenkin alkuperäiskansayhteisöjen keskuudessa.

Artikkeli "Non-clinical toxicity and immunogenicity evaluation of a Plasmodium vivax malaria vaccine using Poly-ICLC (Hiltonol®) as adjuvant" löytyy osoitteesta: www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0264410X24002299?via%3Dihub.

Artikkeli "Poly I:C elicits broader and stronger humoral and cellular responses to a Plasmodium vivax circumsporozoite protein malaria vaccine than Alhydrogel in mice” on puolestaan osoitteessa: www.frontiersin.org/journals/immunology/articles/10.3389/fimmu.2024.1331474/full.