Tämä on Akateeminen vartti -podcastin tekstivastine. Linkki podcastin ääniversioon löytyy tekstivastineen alta.
[taustamusiikkia 00:00:00]
Haastattelija 1 [00:00:11]: Kuuntelet luonnontiedeaiheista Akateemista varttia. Äänessä on Marianne Mustonen. Yliopistomme fotoniikan maisteriohjelma juhlii tänä vuonna 10-vuotista taivaltaan. Fotoniikan nousu on ollut nopeaa ja se on nykyään vahvasti mukana tieteiden välisessä tutkimuksessamme. Mutta miten kaikki sai aikoinaan alkunsa? Tätä meillä on tänään muistelemassa pitkän linjan fyysikko, teoreettisen optiikan professori Pasi Vahimaa. Hän työskentelee fysiikan ja matematiikan laitoksella Joensuussa. Pasi, kerrohan vähän urastasi ja mitä sinulla on tällä hetkellä työn alla?
Puhuja 1 [00:00:54]: Minun ura starttasi samaan tapaan kuin muillakin yliopistolaisena nuorena opiskelijana 1980-luvun lopussa. Siinä opiskelin, jatkoin tohtoriksi asti suoraan. Kävin sen jälkeen pari vuotta yritysmaailmassa hakemassa vähän erilaista näkökulmaa siihen, miten fotoniikkaa tehdään. Vuonna 2000 tulin takaisin yliopistoon. Siitä asti olen täällä ollut tekemässä erilaista fotoniikan juttua. Fotoniikkaa on yliopistossa, lähtien Joensuun yliopistosta, tehty jo 50 vuotta, siitä asti, kun fysiikan tutkimus ja koulutus alkoi Joensuun yliopistossa. Silloin oli viisas valinta tehdä erikoistuminen yhteen fysiikan osa-alueeseen, koska pienenä yliopistona ei olisi ollut mahdollista tehdä huippuluokan koulutusta ja tutkimusta koko fysiikan alueella. Silloinen ensimmäinen laitoksen johtaja Rauno Hämäläinen teki viisaan valinnan ja päätti, että erikoistumme optiikkaan. Silloin syynä oli se, että hologrammit, holografia olivat uusi alue fysiikassa. Se näytti sen verran kiinnostavalta, että tuli tämä fokusoituminen optiikan ja fotoniikan alueelle.
Puhuja 1 [00:02:52]: Siinä pikkuhiljaa olemme kehittyneet. Tosiaan 10 vuotta sitten teimme aika ison muutoksen meidän koulutukseen. Aloitimme kansainvälisen maisteriohjelman, joka on integroitu täysin tähän meidän suomalaiseen fyysikkojen koulutukseen. Osa kursseista on jopa sellaisia, joissa mukana on myös opettajaksi opiskelevia suomalaisia opiskelijoita.
Haastattelija 1 [00:03:33]: Mitä muita merkittäviä käännekohtia on ollut Itä-Suomen yliopiston aikana?
Puhuja 1 [00:03:39]: Itä-Suomen yliopiston aikana käännekohtia, niin ehkä yksittäisiä käännekohtia on hyvin vaikea sanoa tieteenalalla. Yleensä kaikki kuitenkin kehittyy pikkuhiljaa. Ihan sama oikeastaan, mitä lähdetään sanomaan, tutkimaan tieteestä, niin siellä aina tulee semmoisia, että asiat pikkuhiljaa etenevät, tapahtuu kehitystä ja sitten huomataan, että ollaan vuosien saatossa tehty suurta loikkaa. Hyvin harvoin on kysymyksessä mikään yksittäinen käännekohta. Siinä voi muutamia juttuja nostaa sinne. Ehkä tämmöisenä viime aikojen suurimpana juttuna pitäisin sitä, että syntyi suomalainen fotoniikan lippulaiva, missä yhdessä muutaman muun yliopiston kanssa olemme tekemässä fotoniikkaa, oikeastaan sekä akateemisen että yritysmaailman yhteistyöllä viemässä sitä eteenpäin. Sen sanoisin, että on viime vuosien suurimpia asioita. Totta kai joukkoon mahtuu paljon erilaisia kehityskulkuja. Ehkä suurimpana kuitenkin pitäisin sitä, kun aikanaan 1990-luvulla aloimme panostamaan puhdastilalaboratorioihin, joista on ajan myötä kehittynyt oikeasti kansainvälisen tason puhdastilalaboratoriot. Se oli iso käännekohta oikeastaan tässä meidän fotoniikan tutkimuksen kehityskulussa.
Haastattelija 1 [00:05:42]: Eikö jossain vaiheessa puhuttu fotoniikkainstituutista myös?
Puhuja 1 [00:05:47]: Joo. Meillähän on Fotoniikan instituutti, joka on oikeastaan vähän sateenvarjomainen yhteisö, johon kuuluu fotoniikan tutkijoita, opettajia, opiskelijoita eri laitoksilta. Meillähän fotoniikka ei ole pelkästään fysiikkaa, vaan fotoniikkaa tehdään myös kemiassa, biologiassa, tietojenkäsittelytieteessä, sovelletulla fysiikalla ja totta kai on hyvin paljon fotoniikan sovelluskohteita myös muissa tutkimusaloissa. Tämä Fotoniikan instituutti kattaa sisäänsä tämän kaiken fotoniikan, mitä meillä yliopistossa on.
Haastattelija 1 [00:06:38]: Miten tutkimuksen painopistealat, miten ne ovat muuttuneet tänä aikana?
Puhuja 1 [00:06:44]: 10 vuoden aikana meillä joitakin uusia avauksia on tullut, niin kuin esimerkiksi optiikan 3D-tulostaminen. Mutta yliopisto kun ei elä kvartaalitaloudessa, niin meillä ei hyvin nopeasti tulevia ja meneviä juttuja tule siihen. 3D-tulostus on semmoinen, minkä haluaisin nostaa tämmöisenä uutena merkittävänä, jolla on oikeasti merkitystä sekä tieteen teon että myös yritysmaailman suuntaan. Yritysmaailman suuntaan esimerkiksi sillä tavalla, että se valtavan paljon nopeuttaa sitä, miten optiikkaa voidaan ottaa testiin, tehdä prototyyppejä erilaisista optisista systeemeistä.
Haastattelija 1 [00:07:44]: Entä fotoniikan opiskelu, mitä se yliopistossa tällä hetkellä on täällä meillä?
Puhuja 1 [00:07:50]: Meillä on fotoniikan maisteriohjelma, johon pääsee sisään joko sillä, että tulee opiskelemaan fyysikoksi. Eli ensimmäiset kolme vuotta on suunnilleen meidän kandikoulutus, joka on yleisempää fysiikkaa, hyvin paljon yhteistä fysiikkaa sekä fysiikan opettajille, fyysikoille ja sivuaineena fysiikkaa lukeville. Sen jälkeen maisterikoulutus on semmoinen, johon pääsee tuota kautta sisään. Me otamme vuosittain myös 10, 20 opiskelijaa. Tämän lisäksi meillä on muutamia fotoniikkaan liittyviä Erasmus Mundus -ohjelmia, joista myöskin on opiskelijoita, jotka opiskelevat joitain kursseja täällä meillä ja joitain kursseja muissa partneriyliopistoissa, jotka ovat mukana kyseisessä ohjelmassa. Itse fotoniikan opiskelu on yhdistelmä teoreettista osaamista ja myös käytännön fotoniikkaa. Fotoniikassa tarvitaan hyvin paljon oikeastaan ihmisiä, jotka pystyvät työskentelemään laboratorioissa. Sen takia koulutamme tätä väkeä. Oikeastaan aika paljonkin annetaan nimenomaan käytännön laboratoriokoulutusta ihan hyvillä laitteilla verrattuna siihen, mitä joissakin muissa yliopistoissa maailmalla pystytään tarjoamaan opiskelun aikana. Siellä on kahden vuoden aikana fotoniikan opiskelua, teoreettista, kokeellista, laboratoriotöitä ja tietysti myös gradu opintojen loppuvaiheessa.
Haastattelija 1 [00:10:02]: Miksi fotoniikka on sinusta tulevaisuuden ala?
Puhuja 1 [00:10:07]: Fotoniikka on oikeastaan ollut pitkät ajat tulevaisuuden ala. Fotoniikan puolella tehdään niitä asioita, jotka hyvin monessa tapauksessa mahdollistavat monen muunkinlaisia asioita. Otan ihan oikeastaan hyvin ison mittakaavan esimerkin. Meilläkin koulutetaan fotoniikan yhteydessä ymmärtämään sitä, mitä on valon interferenssi. Siihen perustuu monenlaisia mittalaitteita. Yksi ehkä koko tiedemaailman kannalta kaikkein merkittävimpiä laitteita, joissa sovelletaan tätä, on gravitaatioaaltojen mittauslaboratoriot. Niissä nimenomaan tätä hyvin perustavalaatuista olevaa interferenssiä käytetään siihen, että pystytään havaitsemaan sitä, mitä tapahtuu aivan tolkuttoman suurten välimatkojen päässä avaruudessa. Tämä on hyvin oikeastaan korkealentoista. Mutta sitten kun mennään taas vähän lähemmäksi maan tasoa, niin meillä on valtava määrä sellaisia laitteita jokapäiväisessä käytössä, missä on mukana optiikkaa ja fotoniikkaa. Otetaan muutamia esimerkkejä. Minulla on kännykkä. Siinä on kamera. Kamera on totta kai optiikkaa, mutta siellä on muutakin optiikkaa mukana esimerkiksi sillä hetkellä, kun käydään soittamaan.
Puhuja 1 [00:12:07]: Kun nostan puhelimen korvalle, sen näyttö pimenee, koska valon avulla, tässä tapauksessa infrapunavalon avulla puhelin huomaa, että jotakin on näytön edessä, jolloin näyttö pitää sammuttaa, ettei oteta vahinkokosketuksia silloin, kun puhelimen näyttö koskettaa poskea tai korvaa. Tai sitten kun oikeasti soitetaan, niin vaikka puhelu lähtee liikkeelle langattomana, niin kuitenkin suurimman osan matkasta se kulkee valokuituja pitkin eli valona. Se mahdollistaa sen, että me oikeasti järkevästi pystymme siirtämään ääntä ja dataa tänä päivänä. Jos mennään äärimmilleen, niin mikään näistä meidän nettipalveluista tänä päivänä ei toimisi ilman, että siellä on mukana optisia kuituja. Optiset kuidut itsessään eivät ole mikään uusi asia. Nehän on tunnettu pitkät ajat sitten. Niiden läpimurto oikeastaan alkoi siitä, kun onnistuttiin valmistamaan hyvälaatuisia optisia kuituja, mikä myöskin on ollut kohtuullisen pitkä prosessi. Sitten datan siirtämiseen tarvitaan koko ajan tehokkaampaa muuta optiikkaa, miten voidaan kytkeä valoa kuituihin, käsitellä sitä. Se on asioita, joihin tänä päivänä esimerkiksi tehdään meidän puolellakin tutkimusta.
Puhuja 1 [00:13:56]: Sieltä pikkuhiljaa ne asiat siirtyvät eteenpäin jossain muodossa seuraaviin uusiin tuotteisiin, jotka mahdollistavat sen, että meidän netti toimii taas pikkaisen nopeammin. Jos ajattelemme, mikä on voittokulun takana, on oikeastaan se, että meillä jatkuvasti on uusia kehityskulkuja, missä tarvitaan tavalla tai toisella optiikkaa. Tai siitä optiikasta on niin paljon hyötyä, että sitä kannatta tehdä. Se on jatkuvaa kehitystä. Sitä on niin monella alalla, että se on hyvin laaja kenttä. Tarkoittaa esimerkiksi sitä, että jos katsotaan, miten paljon maailmassa on yrityksiä, jotka tekevät fotoniikkaa, niitä on niin paljon, että liikevaihto on maailmanlaajuisesti moninkertainen esimerkiksi Suomen valtion budjettiin verrattuna. Kattaa tietenkin kaikki mahdolliset aurinkokennot, erilaiset näytöt, erilaiset mittalaitteet. Se on niin valtavan iso. Siellä on aina kohtia, missä täytyy tulla kehityskulkua. Samanaikaisesti tarkoittaa sitä, että on valtavan paljon ihmisiä, jotka työskentelevät sen parissa, mikä tarkoittaa, että meidän pitää oikeasti kouluttaa ihmisiä siihen, että on taas fotoniikan ammattilaisia ratkomassa näitä ongelmia.
[taustamusiikkia 00:15:29]
Haastattelija 1 [00:15:38]: Kuuntelit juuri Akateemista varttia fotoniikasta. Äänessä oli Marianne Mustonen. Vieraanamme oli tänään professori Pasi Vahimaa. Löydät hänestä lisätietoja osoitteesta vahimaa piste com, jossa on muun muassa kuunneltavissa hänen omia podcastejaan teknologiasta.