Marko Huttula kaivaa uutta tietoa aineesta molekyylitasolla

Mikä innostaa ihmistä tutkimaan aineen pienimpiä hiukkasia? Mihin kaikkeen fysiikan kokeellista perustutkimusta voi hyödyntää? Vasta virkaansa astunut Oulun yliopiston fysiikan professori Marko Huttula avaa oven laboratorioonsa. "Kun hallitsee menetelmät, uuden tiedon tuottaminen on hauskaa."

Mitä pienempiä asioita tutkitaan, sitä isommat laitteet pitää olla, naureskelee tuore Oulun yliopiston fysiikan professori Marko Huttula. Huttulan erikoisalana on kokeellinen elektronispektroskopia, joka tutkii aineen pienimpiä osia.  Monenlaiset kaaviot, käppyrät ja mallit konkretisoivat maailmaa, joka saadaan mittaamalla esille. Oman ongelmansa muodostaa alan kieli. Suurin osa termeistä tulee meille käännöstavarana englannista, eikä suomenkielistä vastinetta ole. Ystävällinen professori selittää ja varmistaa tämän tästä, että kuulija varmasti ymmärtää.

”Työn parhaita puolia on ehdottomasti se kun pääsee tutkimaan jotakin sellaista, mitä kukaan ei ole koskaan aiemmin tutkinut. Tässä pääsee kehittämän moderneja laitteita ja menetelmiä. Kun hallitsee menetelmät, uuden tiedon tuottaminen on hauskaa. Tietysti sitä aina toivoo, että uudesta tiedosta on hyötyä myös muille.”

Aiemmin Huttula kiersi maailmalla mittailemassa siihen tahtiin, että matkapäiviä saattoi kertyä yli 150 vuodessa. Nykyään reissuun ehtii muiden tehtävien vuoksi harvemmin.

Kansainvälisesti arvostettua tutkimusta

Mies lähti aikoinaan Etelä-Pohjanmaalta Ouluun vaimon perässä. Nykyään Huttulat työskentelevät yhdessä kansainvälisessä tutkimusryhmässä, joka muun muassa kehitti äsken uuden menetelmän positiivisten ionien kokeelliseen tutkimukseen. Tutkimusryhmä tekee kansainvälisesti korkeatasoista jälkeä. Kokeellinen perustutkimus poikii myös monia sovelluksia useiden eri tieteiden alueille.

Kiinalaisten yhteistyökumppanien kanssa on menossa hanke, jossa kasvatetaan luuta ja metallia yhteen. Menetelmän uskotaan mullistavan ortopedisten siirrännäismateriaalien ja esimerkiksi tekonivelten markkinat.

Apua avaruustutkimukseen ja arkeologiaan

Metalliatomien tutkimus tuottaa tietoa, jota voidaan soveltaa muun muassa ilmakehän tutkimuksessa, kun halutaan tietää, kuinka elohopea tai muut raskasmetallit käyttäytyvät erilaisissa yhdisteissä tai nanopartikkeleissa. Myös esimerkiksi avaruustutkimus käyttää atomi - ja molekyylitason tietoa hyödykseen.

Arkeologit näkevät aineeseen ja aikaan paremmin, kun avuksi otetaan synkrotronisäteily. ”Yksi julkisuutta saanut löytö koski 1100-luvulla kirjoitettua rukouskirjaa. Tarkemmissa tutkimuksissa selvisi, että se kätki alleen Arkhimedeen käsikirjoituksen. Kirjan arvo nykymarkkinoilla on noin 2 miljoonaa dollaria. Nämä ovat vain esimerkkejä, jotka kertovat siitä, kuinka monipuolisesti perustutkimusta voi soveltaa,” Huttula luettelee.

 Välineitä rakennellaan itse

Seuraavaksi suuntaamme laboratorioon. Suuri osa sen laitteista on räätälöity varta vasten palvelemaan Oulussa tapahtuvaa tutkimusta. Hyllyt pullistelevat mittaria ja kojetta, vaikka suurin osa laitteista on mittausmatkalla Ruotsissa. Keskellä lattiaa komeilee tämän päivän päätähti, röntgenspektrometri. ”Parhaita puoliamme on epäilemättä se, että laboratoriomme ansiosta voimme valmentaa tulevia maistereita ja tohtoreita kokeelliseen ja soveltavaan tutkimukseen. Uusissa rekrytoinneissa painotamme soveltavan tutkimuksen valmiuksia.”

Suomessa on laadukasta perustutkimusta ja tutkijamme kuuluvat moniin maineikkaisiin kansainvälisiin ryhmiin, jotka kolkuttelevat saavutuksillaan maailman kärkeä. Siitä huolimatta meiltä puuttuvat kansainväliset laatupalkinnot, esimerkiksi Nobelit. Mistä tämä johtuu?

Kalliit laitteet vaativat yhteistyötä

Huttula näkee suurena syyllisenä pitkäjänteisen rahoituksen puutteen. ”Kilpailu rahoituksesta on hurjan kovaa. Nyt alamme onneksi yhteistyöhön Ruotsiin rakennettavan MAX IV –laboratorion kanssa, jossa hyödynnetään synkrotronisäteilyä.”

Lundin yliopiston yhteyteen rakennettavan laboratorion kokonaiskustannukset tulevat olemaan noin 470 miljoonaa euroa ja vuosittaiset käyttökulut 40 miljoonaa euroa. Wallenberg on iso rahoittaja, Suomikin maksaa osallisuudestaan.

”Vastineeksi päästään mukaan laajaan kansainväliseen tutkijayhteisöön ja voidaan hyödyntää uusinta teknologiaa.” Synkrotronisäteilyn tutkimus muodostaa pohjan monen tieteen tutkimuksille, sen päälle rakentuu useita Nobeleita ja sitä tarvitaan esimerkiksi virustutkimuksessa, syöpätutkimuksessa tai lääkkeiden kehityksessä.

Huttula iloitsee, että Suomi pääsee mukaan MAX IV-laboratorioon. Se vahvistaa paikallisesti Oulun yliopiston painoala tutkimusta esimerkiksi fysiikan profiloitumisen osalta ja tarjoaa poikkitieteellisesti kansallisesti mahdollisuuksia erittäin laajalle tutkijakunnalle. ”Tämä helpottaa myös opiskelijarekrytointia ja auttaa opiskelijoita sijoittumaan uusiin tehtäviin. Tälläkin hetkellä omista väitelleistä useampi on löytänyt post doc – paikkoja kansainvälisistä synkrotronisäteilylaboratorioista”.

Huttula koordinoi kansallisia MAX IV laboratorioon liittyviä laiterakennusprojekteja, hän on toiminut myös akatemiatutkijana ja Suomen Akatemian projektin vetäjänä. 

Teksti ja kuvat: Marja Nousiainen