Klusteritutkimus ja klusterit Enceladuksessa

• Main Author: Jurva, E.-S. (Emmi-Sofia)
• Format: Others
• Language: Finnish
• Published: University of Oulu 2018
• Subjects: Physics
• Online Access: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201805312138; http://nbn-resolving.de/urn:nbn:fi:oulu-201805312138

Tämän tutkielman aiheena on klusterimuodostus ja klusterit planetaarisessa ympäristössä. Aiheessa yhdistyy kaksi eri fysiikan osa-aluetta; tähtitiede sekä molekyyli- ja materiaalifysiikka. Tähtitieteessä tutkimusta tehdään esimerkiksi havainnoimalla kaukoputkilla ja tekemällä suuremman kokoluokan mallinnusta. Molekyyli- ja materiaalifysiikassa taas tehdään esimerkiksi pienemmän kokoluokan mallinnusta sekä voidaan luoda ja tutkia klustereita laboratoriossa. Cassini-luotain on tutkinut Enceladusta ja sen suihkuja esimerkiksi keräämällä hiukkasia ja tutkimalla niitä. Tutkimuksissa on saatu selville, että Enceladuksessa on oltava nestemäistä vettä, joka on tai on ollut yhteydessä sen kiviseen ytimeen. On myös saatu selville, että Enceladuksen jääkuoren alla, vedenpinnan yläpuolella on valtavia höyrykammioita, joista suihkut ovat peräisin. Tutkimusta voidaan tehdä myös laboratoriossa valmistamalla vastaavia klustereita ja tutkimalla niitä esimerkiksi fotoelektronispektroskopialla. Klustereita voidaan valmistaa esimerkiksi EXMEC-klusterilähteellä, jossa korkeassa paineessa oleva kaasu laajenee adiabaattisesti tyhjiöön, jolloin kaasumolekyylit törmäilevät toisiinsa ja muodostavat klustereita. Fotoelektronispektroskopiassa klusterit ionisoidaan esimerkiksi sykrotronista saadulla röntgensäteilyllä. Irronneen fotoelektronin liike-energia mitataan, jolloin voidaan laskea elektronin sidosenergia. Sidosenergioista saadaan tietoa klusterin koosta ja rakenteesta.