Ionien A ja B lähettämät fotonit kohtaavat ja erkanevat säteenjakajalla. Ionit ovat lomittuneet, mikäli molemmat ilmaisimet rekisteröivät fotonin samanaikaisesti. Kuva: JQI/UMD
Ionien A ja B lähettämät fotonit kohtaavat ja erkanevat säteenjakajalla. Ionit ovat lomittuneet, mikäli molemmat ilmaisimet rekisteröivät fotonin samanaikaisesti. Kuva: JQI/UMD

Tutkijat onnistuivat yli metrin päässä toisistaan olevien ionien kvanttitilan teleportaatiossa. Menetelmä voi toimia perustana kvanttimuistille.

Tutkijat onnistuivat ensi kertaa kvanttitilan teleportaatiossa yli metrin etäisyydellä toisistaan olevien ionien välillä. Aiemmin vastaava on onnistunut vain fotoneilla. Ionit mahdollistavat kuitenkin vakaamman ja hallitumman tiedon palauttamisen.

Tutkijat uskovat, että menetelmä voisi toimia perustana niin sanotulle kvanttimuistille ja näin tehokkaammalle kvanttilaskennalle ja tiedon siirrolle entistä pidempien etäisyyksien välillä.

Kvanttilomittumiseen perustuva teleportaatio on luonnon mystisin tapa siirtää tietoa. Se tarkoittaa sitä, että tieto esimerkiksi elektronin spinistä tai fotonin polarisaatiosta siirtyy paikasta toiseen matkustamatta väliaineen läpi. Kun toisen hiukkasen epävarma kvanttitila kiinnitetään mittauksella, kiinnittyy myös sen vastinparin tila välittömästi, oli se kuinka kaukana tahansa.

Käytännön sovellusten kannalta informaatiota pitäisi kuitenkin pystyä myös säilömään ja hallinnoimaan. Nyt yhdysvaltalaisen Marylandin yliopiston tutkija Christopher Monroe kollegoineen pääsi askeleen lähemmäs kvanttimuistia "koodaamalla" kubitit ytterbium-ioneihin, ja lomittamalla ne fotonien avulla.

Ensiksi tieto ”kirjoitettiin” mikroaalloilla ionin A epämääräiseen tilaan eli superpositioon. Sitten ionit A ja B viritettiin laserilla, jolloin ne kumpikin vapauttivat fotonin, jonka tila oli lomittunut vastaavan ionin tilaan. Näitä fotoneja käytettiin sitomaan atomin A:n tila atomiin B. Tämän jälkeen A:n tilan mitattiin. Mittaustuloksesta saatiin selville, kuinka A:han tallennettu tieto saatiin luettua B:stä.

Kyseessä on teleportaatio, sillä kekseliäät välivaiheet eivät välitä itse muistitietoa, vaan mahdollistavat atomien lomittumisen. Klassista tiedonvälitystä tarvitaan vain mittauksen tuloksen välittämiseen.

Tutkimuksen julkaisi Science.

Robotti on lähtenyt kohti asteroidia, jonka pinta näkyy oikealla. Värikäs sumu johtuu auringon heijastuksista. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency
Robotti on lähtenyt kohti asteroidia, jonka pinta näkyy oikealla. Värikäs sumu johtuu auringon heijastuksista. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency
Tämän kuvan robotti otti asteroidin pinnalta hypyn aikana. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency
Tämän kuvan robotti otti asteroidin pinnalta hypyn aikana. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency
Robotti otti kuvan Hayabusa 2 -luotaimesta pian irrottuaan se kyydistä. Emoluotain näkyy oikealla ylhäällä. Kuva on epäselvä, koska robotti pyörii laskeutuessaan. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency
Robotti otti kuvan Hayabusa 2 -luotaimesta pian irrottuaan se kyydistä. Emoluotain näkyy oikealla ylhäällä. Kuva on epäselvä, koska robotti pyörii laskeutuessaan. Kuva: Japan Aerospace Exploration Agency

Luvassa on paitsi kuvaa myös kivinäytteitä, jotka luotain kiikuttaa takaisin Maahan.

Japanilainen avaruusluotain onnistui sujauttamaan kaksi robottia 280 miljoonan kilometrin päässä avaruutta halkovan asteroidin pinnalle.

Robotit lähettävät sieltä nyt kuvaa ja tietoja maapallolle. Pian itse luotain räjäyttää asteroidista irti näytteitä, jotka se kuljettaa takaisin maahan ensi vuonna.

Saavutusta voisi verrata siihen, että koulutettu kärpänen laskeutuisi kivääristä ammutun luodin päälle pimeässä metsässä, irrottaisi siitä palasen ja lentäisi näytepalan kanssa kotiin.

Urotyön tehnyt Hayabusa 2 on suunnilleen jääkaapin kokoinen, aurinkopaneeleilla varustettu avaruusluotain, joka laukaistiin avaruuteen Tanegashiman saarelta Japanissa joulun alla 2014.

Sen tehtävä oli ottaa kiinni noin kilometrin kokoinen Ryugu-asteroidi, tutkia sitä ja palata näytteiden kanssa Maahan.

Muuttohaukkaa tarkoittava Hayabusa lensi avaruudessa neljä vuotta, kunnes saavutti Ryugun.

Maasta laukaistu luotain linkoutui painovoiman ja äärimmäisen tarkkojen laskelmien avulla ensin samalle kiertoradalle kuin kohteena oleva asteroidi. Sitten se alkoi ottaa asteroidia hiljalleen kiinni moottoriensa avulla. Kaikki tapahtui yli sadan tuhannen kilometrin tuntinopeudella.

Luotain asettui lopulta kiertämään asteroidia parinkymmenen kilometrin etäisyydelle. Se kävi välillä lähempänä ottamassa kuvia ja mittaamassa kilometrin kokoisen kivenmurikan painovoimaa. Kärpänen oli siis saavuttanut luodin.

Perjantaina oli aika munia sen päälle. Suomen aikaa noin aamuseitsemältä Hayabusa 2 laskeutui vain 60 metrin päähän asteroidista.

Luotain pudotti sisuksistaan kaksi pientä, robottipölynimurin kokoista ja muotoista luotainta Ryugun pinnalle. Ne vaappuivat alas asteroidille kivenmurikan painovoiman vetäminä ja laskeutuivat onnistuneesti.

”Kumpikin luotaimista toimii normaalisti, ja ne ovat alkaneet tutkia Ryugun pintaa”, tiedotettiin lauantaina.

”En löydä sanoja ilmaistakseni, miten iloinen olen siitä, että pystyimme lähettämään liikkuvia luotaimia asteroidin pinnalle”, sanoo avaruusjärjestö Jaxan projektijohtaja Yuichi Tsuda järjestön verkkosivuilla.

Nämä Minerva 2 -nimiset pikkuluotaimet ottavat kuvia ja tekevät mittauksia asteroidin pinnalla. Ryugun painovoima on niin mitätön, että ne voivat liikkua pinnalla loikkien. Robotit ponnahtavat viidentoista metrin korkeuteen.

Myöhemmin Hayabusa laukaisee asteroidille kolmannenkin pikku tutkimusvälineen, ranskalaisten ja saksalaisten kehittämän Mascot-laskeutujan.

Ensi kuussa on tarkoitus kerätä näytteitä itse asteroidista. Tätä varten Hayabusaan itseensä on rakennettu systeemi, jolla asteroidia kiertävä luotain ampuu kiveen eräänlaisen kupariammuksen.

Kahden kilon painoinen ammus tekee kiveen pienen kraaterin ja irrottaa asteroidin pinnasta tomua, jota luotain imee sisäänsä asteroidia kiertäessään.

Ensi vuonna Hayabusa palaa takaisin Maahan ja tuo siis meille kivitomua tutkittavaksi satojen miljoonien kilometrien päästä. Nyt lasketut robotit jäävät asteroidin pinnalle ikiajoiksi.

Luonnonolojen synnyttämät kulttuurikuplat eriyttivät Suomen murteet, ehdottaa tutkimusryhmä.

Maamme murrejako on syntynyt osaksi luonnonolojen vaikutuksesta, ehdottaa ryhmä kielitieteen ja biologian tutkijoita Turun ja Tampereen yliopistoista.

Varhaiset suomalaiset ovat kehittäneet toistaan eroavia tapoja sopeutua paikallisiin oloihin ja hankkia niistä elantonsa. Tutkijoiden hypoteesin mukaan esimerkiksi erilaiset tavat viljellä maata ovat johtaneet yhteisöjen eriytymiseen, niin että myös niiden kielet erkaantuvat.

Tämä tuottaa murteita ja myöhemmin jopa kokonaisia uusia kieliä.

”Mekanismi voisi olla se, että jos ympäristön erot ovat suuria, ihmiset eivät ole niin paljon tekemisissä kuin, jos he elävät samanlaisissa ympäristöoloissa. Myös muuttoliike on voinut muotoutua luonnonolojen mukaan ”, selittää evoluutiobiologian tutkija Terhi Honkola Turun yliopistosta Helsingin Sanomien jutussa.

Ryhmien väliset kontaktit ja kommunikaatio saattavat ylläpitää yhteisöjen samankaltaisuutta ja pienentää murre-eroja.

Voisi helposti luulla, että maantieteellinen läheisyys lähentää puheenparsia.

Yllättävä havainto ryhmän tutkimuksessa kuitenkin oli, että koko Suomen murrejaossa maantieteellisellä etäisyydellä ei ole juuri mitään tekemistä sen kanssa, miten erilaisia murteet ovat.

Vierekkäisiin murrealueisiin kuuluvat voivat puhua hyvin erilaista murretta. Toisaalta samanlaista murretta voivat puhua ihmiset, jotka elävät eri puolilla maata.

Jyrkkä murreraja kulkee esimerkiksi Etelä-Pohjanmaan murteen ja niin sanotun savolaiskiilan välissä, vaikka puhujat elävät vieretysten.

Tilaisuuden levittäytymiseen antoi se, että savolaisten harjoittama kaskiviljely mahdollisti siirtymisen uusille asuinalueille helpommin kuin lännessä harjoitettu peltoviljely. Kaskiviljelijät raivasivat ja lannoittivat pellon polttamalla metsän.

”Ihmisten kulttuuri on vaikuttanut siihen, millaisille alueille he ovat olleet valmiita siirtymään”, selittää suomen kielen yliopistonlehtori Unni-Päivä Leino Tampereen yliopistosta.

Kaskenpoltto on tutkijoiden mukaan yksi mahdollinen tekijä, joka selittää ajan oloon kehittynyttä jakoa itä- ja länsimurteisiin.

Kaskeamista harjoitettiin niin lännessä kuin idässä. Kuitenkin lännessä lähinnä raivattiin peltoja lehtimetsistä ja siirryttiin pian pysyvien peltojen viljelyyn.

Itä-Suomessa sen sijaan kaskenpoltto jatkui kauemmin. Läntiset viljelytekniikat eivät välttämättä sopineet sikäläisiin oloihin. Viljelty kaskiruis ja kaskeamisen menetelmät tuotiin idästä, sillä ne soveltuivat paremmin Itä-Suomen vaikeampaan maastoon.

Itä- ja länsimurteiden lisäksi kolmas suuri kupla löytyy pohjoisesta. Myös pohjoiset murteet on saattanut erottaa omaksi ryhmäkseen elinkeinojen erilaisuus. Karjatalous, metsästys ja kalastus soveltuivat Pohjois-Suomen oloihin paremmin kuin peltoviljely.

Murrerajan pohjoispuolella Keski- ja Pohjois-Pohjanmaan murteet ovat sanastoltaan lähellä Kainuun murretta.

”Vaikka Kainuun alkujaan asuttivat savolaiset, kontakteja rannikolle on ollut turkis- ja tervakaupan vuoksi niin paljon, että ne ovat lähentäneet näitä murteita toisiinsa”, Leino sanoo.

Kysely

Puhutko itäistä, läntistä vai pohjoista murretta?