Open Navbar
Close Navbar
  • Uutiset
  • Keskusta
  • Näkökulmat
  • Blogit
  • Mielipiteet
  • Tapahtumat
  • Tarinat
  • Mediatiedot
  • Toimitus
  • Palaute ja juttuvinkki
  • Lataa uutissovellus
Lataa Suomenmaa-sovellus: IOS / Android
  • Mediatiedot
  • Toimitus
  • Palaute ja juttuvinkki
  • Lataa uutissovellus
  • Uutiset
  • Keskusta
  • Näkökulmat
  • Blogit
  • Mielipiteet
  • Tapahtumat
  • Tarinat
Haku
Tarinat

Lauantaina kuninkaallisia juhlittiin maailmalla sekä ilosta että surusta – Katso kuvat

13.6.2026 18:09
Lue lisää 
Tiede
Aalto-yliopiston tutkijat ovat löytäneet matemaattisen ratkaisun, joka on yllättävästi pysynyt piilossa tähän asti. Kuva Aalto-yliopistolta vuodelta 2019. (Kuva: Wikimedia Commons / Aatu Dorochenko)

Suomalaisilta solmuratkaisu alalla, jolta Einstein aikoi vetää pohjan pois

Lauri Heikkilä 28.12.2022 20:00, muokattu 23.12.2022 11:58
a– a+
Tiede

Aalto-yliopiston tutkijat ovat onnistuneet matemaattisesti todistamaan hämmentävän kvanttimekaniikan ilmiön ensimmäisinä maailmassa.

Kvanttimekaniikka on fysiikan aloista kenties arkijärjen vastaisin. Ala tutkii atomi- ja tätä pienemmän tason ilmiöitä. Arkijärjen vastainen esimerkki on vaikkapa se, että hiukkanen voi olla yhtä aikaa sekä positiivisesti että negatiivisesti varautunut ja vaikuttaa sen mukaisesti, mutta kun sitä havainnoidaan, se on vain joko positiivinen tai negatiivinen.

Suomalaisvoimin todistettiin Borromeon renkaina tunnetun geometrisen kuvion soveltaminen kvanttimekaniikan ilmiöön nimeltä Bosen–Einsteinin kondensaatti.

Lopputulos kertoo, että vaihteluistaan ja epävarmuudestaan tunnetussa kvanttimekaniikassa voi ilmestyä rakenteita, joita ei voi purkaa.

Borromeon renkaat muodostavat yhtenäisen kuvion vain, kun kaikki kolme rengasta pysyvät rakenteessa. (Kuva: Wikimedia Commons / Jim.belk)

Borromeon renkaita Aalto-yliopisto selventää tiedotteessaan seuraavasti:

– Borromeon renkaat ovat kolmen toisiinsa linkittyvän ympyrän muodostama kuvio, jota on esiintynyt vaakunoissa jo keskiajalta lähtien. Viikinkiajalla vastaava rakenne rakentui kolmioista ja tunnettiin Odinin kolmiona. Kun yhden ympyröistä tai kolmioista poistaa, koko kuvio purkautuu, koska mitkään kaksi ympyrää ei ole kiinni toisissaan ilman kolmatta.

Asiaa voi selvittää itselleen katsomalla tarkasti oheista kuvaa (ylempänä) Borromeon renkaista. Vihreä, punainen ja sininen rengas ovat tiiviisti kiinni yhtenä kokonaisuutena. Jos yksi renkaista katoaisi yhtäkkiä, ei kuitenkaan jää linkkiä, joka pitäisi kahta muuta rengasta mistään kohtaa kiinni toisissaan.

Borromeon renkaissa ei siis ole yhtäkään Hopfin linkkiä (kuva alempana), vaikka ensimmäisellä ajatuksella luulisi. Hopfin linkissä kaksi rengasta on kiinni toisissaan niin, että aina on yksi solmukohta, joka estää renkaiden erottamisen, väänteli niitä miten tahansa.

Tutkijatohtori Toni Annala selittää ilmiötä tiedotteessa narujen ja vesipyörteiden avulla.

– Jos linkkirakenteen tekee esimerkiksi kolmesta ympyrän muotoisesta katkeamattomasta narusta, sitä ei voi purkaa, koska kiinteä aine ei voi mennä toisen kiinteän aineen läpi. Jos taas sama linkkirakenne toteutetaan vedessä, vesipyörteet voivat törmätä ja yhdistyä toisiinsa, jos niitä ei suojata. Bosen-Einsteinin kondensaatissa linkkirakenne on näiden kahden välimaastossa.

Aiemmin muut tutkijat ovat yliopiston tiedotteen mukaan todistaneet, että kaksi erilaista pyörrettä ei voi mennä toistensa läpi ilman seuraamuksia. Tässäkin tapauksessa tapahtuu muutos.

Käytännössä kvanttitason kuvio Bosen-Einsteinin kondensaatissa muodostuu niin, että pyörteet aloittavat ”vesipyörteinä” ja pääsevät toistensa läpi. Sitten ne muodostuvat ”naruiksi”, eivätkä enää voikaan erkaantua toisistaan.

Hopfin linkki on eri asia kuin Borromeon renkaat. Vaikka luulisi, Borromeon renkaat eivät sisällä yhtään Hopfin linkkiä. (Kuva: Wikimedia Commons / Jim.belk)

Bosen-Einsteinin kondensaatti on kvanttimekaniikan ilmiö, jossa suuri määrä hiukkasia menettää energiaansa ja alkaa käyttäytyä joukkona, kuin ne kaikki olisivat vain yksi hiukkanen.

Fysiikan perusperiaatteita on se, että objekti pyrkii mahdollisimman matalaan energiatilaan. Jos hiukkaspalleroinen vaikkapa yrittäisi kavuta vuorelle, se lopulta mieluummin luovuttaisi ja antaisi itsensä vyöryä alas matalimpaan laaksoon, matalimpaan energiatilaan.

Kondensaatio on myös arkipäivän ilmiö. Ilmankosteus tiivistyy kylmään pintaan. Kylmä tila edistää kondensaatiota, sillä kylmässä liike-energiaa on vähemmän. Asian ymmärtää myös katsomalla ääripäistä alkaen: absoluuttisessa nollapisteessä hiukkaset eivät liiku ollenkaan. Pakkaskelillä järvi jäätyy, ja vesi siis liikkuu vähemmän kuin tuulisella kesäsäällä. Kiehuva vesi vasta liikkuukin. Palava tuli muuttaa polttopuun pysähtyneen potentiaalienergian miljardeissa pienissä vuorovaikutustapahtumissa liikkuvaksi, hankaavaksi kuumaksi tuleksi.

Kvanttimekaniikassakin hiukkaset haluavat päästä helpolla ja tiivistävät yhteistyötään helppouden saavuttamiseksi.

Kuten ihmisetkin modernissa yhteiskunnassa tekevät; on helpompaa, kun toimitaan yhdessä eikä yhden ihmisen tarvitse osata sekä kasvattaa ruokaa että korjata autoa ja vieläpä kutoa sukkaa.

Kondensaatti on saanut nimensä intialaisen matemaatikko-fyysikko Satyendra Bosen (1894–1974) sekä tiedeikoni Albert Einsteinin (1879–1955) mukaan. He hahmottelivat sitä yhdessä 1920-luvulla.

Einstein vaikutti tiettyjen kvanttimekaniikan ilmiöiden löytämiseen merkittävästi, vaikka tyrmäsikin alan perustuksen, Heisenbergin epätarkkuusperiaatteen. Werner Heisenbergin (1901–1976) luoma periaate kertoo, että kvanttitasolla on mahdotonta määrittää tarkasti yhtä aikaa esimerkiksi hiukkasen liikettä ja olinpaikkaa.

Kvanttimekaniikka perustuu siis monella tapaa sille, että varmuutta ominaisuuksien, syyn ja seurauksen suhteissa ei ole.

Einsteinin katsotaan nykyään olleen väärässä monissa kvanttimekaniikan näkemyksissään. Hänet tunnetaan suhteellisuusteoriastaan, joka selittää avaruuden rakennetta massan, kaareutumisen ja valonnopeuden kautta. Einstein yritti luoda kaiken teoriaa yhdistämällä suhteellisuusteoria kvanttimekaniikkaan siinä onnistumatta.

Edelleen katsotaan, että kaiken teorian voi luoda yhdistämällä suhteellisuusteoria ja kvanttifysiikka. Tässä ei ole kukaan onnistunut, mutta Einstein olisi joidenkin asiantuntijoiden mukaan voinut onnistua, jos olisi lähtenyt liikkeelle kvanttimekaniikasta eikä suhteellisuusteoriasta.

Albert Einstein pyrki kumoamaan kvanttimekaniikan epäuskottavimmilta tuntuneet periaatteet ja luomaan kaiken teorian vielä kuolinvuoteellaan suhteellisuusteoriansa pohjalta. Einstein kuvattuna vuonna 1931. (Kuva: Wikimedia Commons / ASSOCIATED PRESS)

Aalto-yliopiston löytö tarkoittaa sitä, että hiukkasmaailma voi muodostaessaan Borromeon renkaat luoda rikkomattoman rakenteen, joka tukee alhaista energiatilaa.

Laiskat alkeishiukkaset löytävät yhteisen alhaisen energiatilan ja alkavat toimia kuin yhtenä. Tämä tila pysyy tapauksissa, joissa hiukkasrakenteet muodostavat rikkomattomia Borromeon renkaita. Tai ainakin tilan rikkominen on tutkijoiden mukaan hyvin haastavaa.

Tuntui asia sitten vaikealta tai ymmärrettävältä, kvanttimekaniikkaan pätee aina tiedelegenda Richard Feynmanin (1918–1988) sanomaksi väitetty lausahdus.

– Jos luulet ymmärtäväsi kvanttimekaniikkaa, et ymmärrä kvanttimekaniikkaa.

Hyötyä Aalto-yliopiston löydöstä on joka tapauksessa. Hyötyä voi olla ainakin kvanttilaskennassa ja hiukkasfysiikan sekä kosmisten säikeiden tutkimuksessa.

– Yllätykseksemme näitä topologisesti suojattuja linkkejä tai solmuja ei kuitenkaan ollut aikaisemmin keksitty. Luultavasti sen vuoksi, että linkkirakenteessa tarvitaan kolme virtauspyörrettä ja näiden muodostama solmu on myös paljon monimutkaisempi kuin aikaisemmin tarkasteltu kahden pyörteen kohtaaminen, professori Mikko Möttönen kertoo tiedotteessa.

Lue myös

Löytyykö Pohjoismaiden korkein kohta sittenkin Etelämantereelta?

Fennoskandian ja varsinaisten Pohjoismaiden korkein huippu on Norjan 2469 metriä korkea Galdhøpiggen. Pohjoismaille kuuluvien...
14.6.2026 21:00

Unettomuus pakotti Minna Siiran jättämään keskustan piiritoimiston – "Lopulta uskalsin"

Keskustan viesti kaipaisi lisää terävyyttä, puoluetyön konkari sanoo 36 vuoden uran jälkeen.
14.6.2026 8:01

Detroitin jättien varjostama AMC oli automaailman hullu altavastaaja – "pula-ajan säästöjenkki" valloitti myös Suomen soratiet

Sotien jälkeen Suomessa oli huutava pula valuutasta, ja auton ostoon tarvittiin tuontilisenssi. Menneiden...
13.6.2026 21:20

Aihetunnisteet

Aalto-yliopisto Borromeon renkaat fysiikka hiukkasfysiikka kvanttilaskenta kvanttimekaniikka Matematiikka säieteoria tiede

Viidesti viikossa kiinnostavimmista sisällöistä koostettu uutispaketti sähköpostiisi?

Tilaa Suomenmaan ilmainen uutiskirje.

Luetuimmat

  • Päivä
  • Viikko
  • Kuukausi
Voimaharjoittelu ei riitä – Tutkimus paljasti, mitä ikääntyvän askel vaatii
Uutiset | 10.6.2026 22:02
Pohjoismaiden korkein huippu ei sijaitse Pohjoismaissa – tiedätkö paikan?
Uutiset | 12.6.2026 22:00
Sotahistoria | Liekinheitin oli kevään sana – mutta miten Suomen armeija käytti tuhovoimaista asetta viime sodissa?
Uutiset | 12.6.2026 21:15
Suomessa on järvi, jossa elää kampeloita – tiedätkö missä?
Uutiset | 10.6.2026 21:23
Detroitin jättien varjostama AMC oli automaailman hullu altavastaaja – ”pula-ajan säästöjenkki” valloitti myös Suomen soratiet
Uutiset | 13.6.2026 21:20
Ennätys, joka jäi ikuiseksi – DDR-jätti sinkosi keihäänsä sadan metrin ja urheiluhistorian tuolle puolen
Uutiset | 9.6.2026 21:10
Keskustan Ovaskalta tyly arvio: ”Kokoomuksella on niin kiire wolttaamaan viinaa, että siinä jää presidenttikin toiseksi”
Uutiset | 12.6.2026 12:54
Trump posottaa täyttä vauhtia kahdeksankymppisenäkin – unisuus ja mustelmat herättävät keskustelua
Uutiset | 12.6.2026 21:30
Mitä käy, jos Kiina tai Venäjä saavat jalansijaa suomalaisissa datakeskuksissa? – Näin kommentoi Supon erikoistutkija
Uutiset | 13.6.2026 10:59
Poliisi tutkii: Ihminen tönäistiin raitiovaunun alle Tampereella
Uutiset | 13.6.2026 12:56
Suomessa on järvi, jossa elää kampeloita – tiedätkö missä?
Uutiset | 10.6.2026 21:23
Ennätys, joka jäi ikuiseksi – DDR-jätti sinkosi keihäänsä sadan metrin ja urheiluhistorian tuolle puolen
Uutiset | 9.6.2026 21:10
Voimaharjoittelu ei riitä – Tutkimus paljasti, mitä ikääntyvän askel vaatii
Uutiset | 10.6.2026 22:02
Pohjoismaiden korkein huippu ei sijaitse Pohjoismaissa – tiedätkö paikan?
Uutiset | 12.6.2026 22:00
OP:n ja Nordean verkkopankeissa toimivaan palveluun iso muutos
Uutiset | 8.6.2026 11:12
Luulitko, että Euroopan korkein vuori sijaitsee Alpeilla? – Näin ei ole
Uutiset | 5.6.2026 21:15
Sotahistoria | Liekinheitin oli kevään sana – mutta miten Suomen armeija käytti tuhovoimaista asetta viime sodissa?
Uutiset | 12.6.2026 21:15
Mitä ihmettä? – Suomen järvien syvin kohta ei sittenkään ehkä tiedossa
Uutiset | 4.6.2026 21:45
FBI paljasti Kiinan vakoilujuonen
Uutiset | 11.6.2026 22:12
Kun taivaalla jylisi kymmenen moottoria – Convair B-36 Peacemaker oli aikansa hurjin ydinpelote
Uutiset | 4.6.2026 21:22
Suomessa on järvi, jossa elää kampeloita – tiedätkö missä?
Uutiset | 10.6.2026 21:23
Suomen korkein huippu ei ole Halti – Tiedätkö tunturin nimen?
Uutiset | 18.5.2026 21:45
Tiedätkö, mihin Suomen sisällissota lopulta päättyi?
Uutiset | 14.5.2026 21:15
Ikäviä uutisia aamukahvin ystäville
Uutiset | 28.5.2026 22:03
Ennätys, joka jäi ikuiseksi – DDR-jätti sinkosi keihäänsä sadan metrin ja urheiluhistorian tuolle puolen
Uutiset | 9.6.2026 21:10
Voimaharjoittelu ei riitä – Tutkimus paljasti, mitä ikääntyvän askel vaatii
Uutiset | 10.6.2026 22:02
Luulitko, että Euroopan korkein vuori sijaitsee Alpeilla? – Näin ei ole
Uutiset | 5.6.2026 21:15
Maailman korkein vuori ei olekaan Everest – Maapallon ominaisuus hämää
Uutiset | 21.5.2026 21:30
Mitä ihmettä? – Suomen järvien syvin kohta ei sittenkään ehkä tiedossa
Uutiset | 4.6.2026 21:45
Turkin sodan torrakolla taisteltiin vielä talvisodassa –”Pertaani” oli koitua Suomen hirvikannan tuhoksi
Uutiset | 1.6.2026 21:29

Uusimmat

Löytyykö Pohjoismaiden korkein kohta sittenkin Etelämantereelta?
Uutiset | 14.6.2026 21:00
Unettomuus pakotti Minna Siiran jättämään keskustan piiritoimiston – ”Lopulta uskalsin”
Uutiset | 14.6.2026 8:01
Detroitin jättien varjostama AMC oli automaailman hullu altavastaaja – ”pula-ajan säästöjenkki” valloitti myös Suomen soratiet
Uutiset | 13.6.2026 21:20
Lauantaina kuninkaallisia juhlittiin maailmalla sekä ilosta että surusta – Katso kuvat
Tarinat | 13.6.2026 18:09
Kurja sää hellittää hieman sunnuntaina, sanoo meteorologi
Uutiset | 13.6.2026 17:23
Iran: Rauhansopimusta ei allekirjoiteta sunnuntaina
Uutiset | 13.6.2026 17:12
Pakistan: Iranin ja Yhdysvaltojen rauhansopimus valmistunee vuorokauden sisällä
Uutiset | 13.6.2026 15:20
Iranin edesmennyt korkein johtaja haudataan heinäkuussa
Uutiset | 13.6.2026 15:16
Järjestöt vaativat täyskieltoa parveketupakointiin
Uutiset | 13.6.2026 13:54
Englannin joukkueelta varastettiin varusteita MM-kisoissa
Uutiset | 13.6.2026 13:14
Näytä lisää

Toimitus suosittelee

Puolustusvaliokunnan varapuheenjohtaja Mikko Savola ydinaserajoitusten poistosta: ”Varautuminen on tehtävä hyvän sään aikana”
Uutiset | 9.6.2026 15:03
Toimittajalta | Keskustan Tampereen kokous oli leppoisa kesäinen kansanjuhla – vaali-ilmeen haku jää syksyn viimoihin
Uutiset | 7.6.2026 12:48
”Me emme heitä ketään bussin alle” – Keskustaväki kypsyi hallituksen leikkauksiin
Uutiset | 6.6.2026 17:35

Uutiset

  • Uusimmat
  • Luetuimmat
Löytyykö Pohjoismaiden korkein kohta sittenkin Etelämantereelta?
Uutiset | 14.6.2026 21:00
Unettomuus pakotti Minna Siiran jättämään keskustan piiritoimiston – ”Lopulta uskalsin”
Uutiset | 14.6.2026 8:01
Detroitin jättien varjostama AMC oli automaailman hullu altavastaaja – ”pula-ajan säästöjenkki” valloitti myös Suomen soratiet
Uutiset | 13.6.2026 21:20
Suomessa on järvi, jossa elää kampeloita – tiedätkö missä?
Uutiset | 10.6.2026 21:23
Ennätys, joka jäi ikuiseksi – DDR-jätti sinkosi keihäänsä sadan metrin ja urheiluhistorian tuolle puolen
Uutiset | 9.6.2026 21:10
Voimaharjoittelu ei riitä – Tutkimus paljasti, mitä ikääntyvän askel vaatii
Uutiset | 10.6.2026 22:02

Mielipiteet

  • Uusimmat
  • Luetuimmat
Lukijalta: Asiakasmaksujen korotukset ovat hallituksen piiloleikkauksia
Mielipide | 12.6.2026 18:55
Lukijalta: Päättäjän tehtävä ei ole nyökytellä
Mielipide | 12.6.2026 15:18
Lukijalta: Uusiutuvan dieselin käyttäjää rangaistaan – missä on verottajan rehellisyys?
Mielipide | 12.6.2026 14:30
Lukijalta: Kalankasvatus – nukkuva jättiläinen
Mielipide | 12.6.2026 14:26
Lukijalta: Päättäjän tehtävä ei ole nyökytellä
Mielipide | 12.6.2026 15:18
Lukijalta: On oltava parempi hallitusohjelma
Mielipide | 8.6.2026 12:55
Lukijalta: Nato-sopimus ei vaadi Suomen ydinasekieltolakien muuttamista
Mielipide | 8.6.2026 13:12
Lukijalta: Keskustan johto
Mielipide | 9.6.2026 12:49

Keskusta

  • Uusimmat
  • Luetuimmat
Keskusta haluaa selvittää useamman juridisen vanhemman mallia – ilotulite- ja tekoälykannat muuttuivat
Uutiset | 8.6.2026 12:10
Millä lohkaisulla keskusta voisi osallistua lippisnokitteluun? – ”Saatanan tunarit”, ehdottaa puoluekokousvieras
Uutiset | 7.6.2026 20:30
Keskustan liput täyttivät Tampereen kadut ja Keskustorin – Kaikkonen kampeaisi rakennusalan nousuun
Uutiset | 7.6.2026 17:50
Keskusta haluaa selvittää useamman juridisen vanhemman mallia – ilotulite- ja tekoälykannat muuttuivat
Uutiset | 8.6.2026 12:10
Toimittajalta | Keskustan Tampereen kokous oli leppoisa kesäinen kansanjuhla – vaali-ilmeen haku jää syksyn viimoihin
Uutiset | 7.6.2026 12:48
”Politiikan Super Bowl” – Katso kuvia keskustan puoluekokouksen tunnelmista
Tarinat | 7.6.2026 15:49
  • Uutiset
  • Keskusta
  • Näkökulmat
  • Blogit
  • Tapahtumat

Toimitus

[email protected]
[email protected]

Hel­sin­gin toi­mi­tus
Apol­lon­ka­tu 11 A Hel­sin­ki

Toimitus

Lataa uutissovellus Lähetä juttuvinkki Lähetä palautetta Mediatiedot

Järjestöpalstan ilmoitukset Keskustan piiritoimistojen kautta.

Tietosuoja- ja rekisteriseloste


Seuraa Suomenmaata

✖

Kirjaudu sisään

Syötä tunnuksesi alla oleviin kentiin. Jos sinulla ei ole vielä tunnusta, voit rekisteröityä täällä.

Näköislehti vaatii voimassaolevan tilauksen. Tilaa Suomenmaa täällä.

Olen unohtanut salasanani
Rekisteriseloste