Skip to main content
Foto:
Jaak Kikas

Teadus

Meie instituudi laborid teevad teadustööd väga erinevates füüsika valdkondades nagu näiteks teoreetiline füüsika, keskkonna- ja atmosfääriuuringud, meditsiin ja materjaliteaduse erinevad suunad. Ülevaate laborite aktuaalsetest uuringusuundadest annavad instituudi käimasolevad teadusprojektid.

Meie teatustööd on kajastatud palju ka meedias.

Viimaste aastate silmapaistavaimad teadusteemad

Noore keskkonnateadlase laureaat Velle Toll on Tartu ülikooli atmosfäärifüüsika kaasprofessor ja uurib inimtegevuse kliimamõju eesmärgiga suurendada tuleviku kliima prognooside täpsust. Kui kasvuhoonegaaside soojendava kliimamõju tugevust teame juba mõnda aega üsna täpselt, siis Velle Tolli teadustöö tulemusena on teada, et inimtekkeliste mikroskoopiliste vedelate ja tahkete õhusaasteosakeste jahutav kliimamõju on seni arvatust nõrgem.

Seni eeldati kliimamudelites, et inimtekkelised õhusaasteosakesed muudavad pilvi paksemaks ja see kompenseerib olulisel määral kasvuhoonegaaside soojendavat kliimamõju. Velle Toll näitas, et enamasti muutuvad pilved õhusaaste mõjul hoopis mõnevõrra õhemaks ning seetõttu ei pea pelgama, et välisõhu puhastamine tervist kahjustavatest saasteosakestest kiirendab globaalset soojenemist. 

Meediakajastus

Keskkonnafüüsika professor Heikki Junninen on maateadustes olnud aastaid 1 % enimtsiteeritud teadlaste hulgas.

https://ut.ee/et/sisu/enimviidatud-teadlased

 

 

Rahvusvaheline koostöö suurtes teaduskeskustes

Füüsika Instituudi tugevuseks on seotus mitmete Eesti ja rahvusvaheliste teadustaristutega. Need on laborid, eksperimentaalne aparatuur, oskusteave, meetodid, materjalid, tegevused ja teenused teadus- ja arendustegevuses uute teadmiste loomiseks, rakendamiseks ja vahetamiseks.

Image

Graphene Flagship on Euroopa Liidu kõige ulatuslikum ja suuremahulisem teadus- ja tehnoloogia-projekt. See on tulevikku suunatud nn FET (future and emerging technologies) projekt, mille missiooniks on grafeeni ning teiste 2D nanomaterjalide alus- ja rakendusuuringute läbi põhjalikult innoveerida erinevaid tööstusharusid. Projekti konsortsiumis on 150 partnerit (ülikooli, uurimisinstituuti ja tööstusettevõtet) 23 erinevast riigist. Tartu Ülikooli füüsikud ja materjaliteadlased osalevad projekti sensorite tööpaketis ja nende konkreetseks eesmärgiks on grafeenil ja selle sugulasmaterjalidel põhinevate gaasisensorite ja elektrooniliste ninade väljatöötamine. Sellised mikrosensorid on kiiresti arenev valdkond, mille olulised rakendused on õhu kvaliteedi ja tervisenäitajate jälgimine.

Projekti andmed:

  • Kestvus 10 aastat (2013-2022)
  • Eelarve 1.000.000.000 eurot
  • Umbes 150 akadeemilist ja tööstuspartnerit 23 riigist + assotsieerunud partnerid

Pressiteated:

Image
Image

EUROfusion on rahvusvaheline konsortsium mille eesmärgiks on tuumasünteesil (tähtede energiaallikas) põhineva energiatootmise realiseerimine aastaks 2050. Uut tüüpi energiaallika kasutuselevõtuga annab EUROfusion olulise panuse kliimamuutuste vähendamiseks.

EUROfusion konsortsiumi lähiaastate eesmärkideks on ITER ehitamine ja käitamine. Prantsusmaale ehitatav ITER saab olema maailma suurim tokamak tüüpi tuumasünteesireaktor (valmimisaeg 2025) mille projekteeritud võimsuseks on 500 MW. Seejuures annaks ITER 10 korda rohkem energiat kui tarvitab. Lisaks ELile panustavad ITER valmimisse Ameerika Ühendriigid, Jaapan, Lõuna-Korea, Hiina ja Venemaa. Hinnanguline maksumus 20 miljardit eurot teeb ITERi üheks maailma kallimaks teaduslikuks eksperimendiks. ITER edu järel on kavas valmistada demonstratsiooniseade DEMO. Praegu on suurimaks tokamak tüüpi reaktoriks Suurbrittannias asuv JET.

Eestis on EUROfusion liikmeks Tartu Ülikool ja sisuliselt on tegevusse kaasatud kolm Füüsika Instituudi töörühma: plasmafüüsika laborioonkristallide füüsika labor ja keskkonnafüüsika labor. Tänu EUROfusion raames läbi viidavale uurimistööle on TÜ töörühmadel ligipääs erinevatele EUROfusion taristu objektidele ja laialdane rahvusvaheline koostöö.

Projekti koduleht:https://www.euro-fusion.org/

Antud teemal on ilmunud Eestis mitmeid uudiseid.

Image

Euroopa Neutronkiirguse Allikas (European Spallation Source ehk ESS) on 15 Euroopa riigi (s.h. Eesti) ühisprojekt, mille eesmärgiks on ehitada ja töös hoida järgmise põlvkonna teadusinfrastruktuuri objekti, mis on mõeldud põhiliselt materjaliuuringuteks neutronite abil. ESS ehitatakse Lundi, Rootsi ning selle arvutuskeskus saab olema Kopenhaagenis, Taanis. ESS-i ehitamine algas aastal 2014 ja on peagi valmimas.

Neutronkiirgust kasutatakse paljudes erinevates teadusuuringute valdkondades: biotehnoloogia, ravimidisain, farmakoloogia, materjalitöötlus, katalüüs, energia salvestamine, keskkond, roheline tehnoloogia, uued materjalid, energia ülekanne, transport, andmekandjad, kvantseadmed jne. Neutronkiirgus võimaldab hästi “pildistada” kergemaid aatomituumi – eriti vesinikku – sisaldavate materjalide struktuuri (nt biomolekulid), mida muul meetodil on ülimalt raske saavutada. Kuna planeeritav ESS on maailma võimsaim suunatud neutronkiirguse allikas, siis võimaldab see tulevikus teadlastel ja materjalitehnoloogilist arendust läbiviivatel ettevõtetel mõõta senistest allikatest kümneid kordi kiiremini, parema aeglahutusega ja ühtlasi märksa ohutumalt (eriti võrreldes tuumareaktoritel põhinevate neutronkiirguse allikatega). Impulss-režiimis neutronkiirgus tekitatakse ESS-is aatomituumade lõhestamisel (i.k. spallation).

ESS Eesti konsortsiumi juht on; Tartu Ülikool, projektipartnerid on Tallinna TehnikaülikoolSA Eesti TeadusagentuurKeemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut ja Haridus- ja Teadusministeerium.

Projekti koduleht: https://europeanspallationsource.se/

Eesti veebileht: http://esss.ee/

 

 

Riiklik teadustaristu

Eesti Keskkonnaobservatoorium on Eesti teadusasutuste ühiselt arendatav keskkonnauuringute eksperimentaaljaamade võrgustik, mis katab integreeritult kolme teadussuunda:

  • atmosfääri-, maapõue- ja kliimauuringud
  • bioloogilise mitmekesisuse uuringud
  • merekeskkonna uuringud.

http://kkobs.ut.ee/

Image

NANOMATERJALIDE TEHNOLOOGIATE JA UURINGUTE KESKUS (NAMUR+) pakub nii teaduspartneritele kui ka avalikule ja erasektorile taristusse kuuluvate seadmetega avalikult kättesaadavat uurimisteenust, mõõtmistele eelnevat konsultatsiooni, proovikatsete tegemist ning mõõtmistejärgset andmetöötlust ja tulemuste interpreteerimist.

https://sisu.ut.ee/namurplus/

Image

 

 

Eesti tippkeskused

Tippkeskuse nimi inglise keeles: Emerging orders in quantum and nanomaterials
Toetuse saaja: Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut
Tippkeskuse juht: Urmas Nagel
Partnerid: Tartu Ülikool, Tallinna Tehnikaülikool
Koduleht

Tippkeskus “Kontrollitud korrastatus kvant- ja nanomaterjalides” (EQUITANT) ühendab töörühmi Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis (KBFI), Tartu Ülikooli Füüsika Instituudis ja Tallinna Tehnikaülikooli Tartu Kolledžis eesmärgiga uurida uudseid materjale, millel on omadus iseeneslikult korrastuda. Näiteks magnetid, kus magnetmomendid on korrastunud. Viimasel kümnendil on hakatud aktiivselt uurima aineid, kus samas aines on lisaks veel elektrilaengute korrastumine. Sellised ained on tehnoloogiliselt huvitavad, kuna lubavad elektriväljaga kontrollida magnetmomente ja nende korrapära mõistmine lubab sünteesida uusi materjale. Teame, et elektroonika komponentide mõõtmed vähenevad iga aastaga ja oluliseks muutuvad nanostruktuuride kvantomadused. Uurime, kuidas muutuvad kvantolekud kui suureneb süsteemi korrastamatus.

Koostööst erinevaid meetodeid kasutavate rühmade vahel võidavad kõik, sealhulgas ka doktorandid, kes suudavad püstitada ambitsioonikamaid eesmärke oma tegevusele, saades parema ligipääsu suurtele infrastruktuuri objektidele nagu Euroopa magnetlabor või neutroniallikad, aga ka Eesti magnetlaborile ja Tartu Ülikooli kiletehnoloogia laborile. Tippkeskuse rühmade kõrgtasemel uurimistöö võidab keeruka teema ühisest uurimisest ja seeläbi muutub ka Eesti teadlaskond tugevamaks ja enam nähtavaks nii kodus kui välismaal.

Tippkeskuses omandame magnetelektriliste nanomaterjalide sünteesi oskused, mis avavad Eesti teadusele ja tehnoloogiatele uusi võimalusi. Tippkeskuse väljakutseks on korrapäraste kristallide uurimisel saadud teadmiste rakendamine uute nanomaterjalide sünteesimisel. Ja loomulikult avaneb võimalus leiutada midagi niisugust, mida keegi praegu ette ei kujuta.
 

Tippkeskuse nimi inglise keeles: Zero energy and resource efficient smart buildings and districts
Toetuse saaja: Tallinna Tehnikaülikool
Tippkeskuse juht: Jarek Kurnitski
Partnerid: Tartu Ülikool, Eesti Maaülikool

Hoonete ning ehitatud piirkondade energia- ja ressursitõhususega tegelevas tippkeskuses on kuus uurimisrühma kolmest ülikoolist. Tippkeskus otsib lahendusi nullenergiahoonete ehitamiseks, hoonetes toimuva energiatarbimise ja -tootmise kokkusobitamiseks tsentraalse energiatootmisega ning ressursitõhususe parandamiseks nii energiatõhususe kui puidu kasutuse lisamise abil. Tippkeskuse teemad lähtuvad praeguste liginullenergiahoonetega seotud suurtest tehnilistest ja majanduslikest väljakutsetest, mille lahendamiseks on vaja teaduslikke uuringuid, uute lahenduste leidmist ning nende katsetamist näiteks pilootprojektides, et pikemas perspektiivis oleks võimalik jõuda nullenergiahooneteni.

Nullenergiahooned on energia efektiivse kasutamise ja tootmisega seotud probleemipõhine teema, mis koondab enda alla hoonete energiatõhususe, ehitusfüüsika, sisekliima, tehnosüsteemide, teatud osa arhitektuurist, ehitusmajanduse ning taastuvenergia lokaal- ja hajatootmise lahendused. Kuna ei ole olemas ühtegi üksikut lahendust või tehnoloogiat, mis teeks hoonest nullenergiahoone, siis on vajalik kõigi nende valdkondade teadlaste koostöö ning tulemuste oskuslik kokkusobitamine töötavateks terviklahendusteks.

Tippkeskuse nimi inglise keeles: Dark Side of the Universe
Toetuse saaja: Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut
Tippkeskuse juht: Martti Raidal
Partnerid: Tartu Observatoorium, Tartu Ülikool
Koduleht: coe.kbfi.ee

Arvukad astrofüüsikalised ja kosmoloogilised mõõtmised näitavad, et 95% universumi massist koosneb tumeainest ja tumeenergiast. Samal ajal jääb täielikuks mõistatuseks, millised on tumeaine ja tumeenergia omadused. Kõik senised osakestefüüsika eksperimendid nende omaduste väljaselgitamiseks on andnud negatiivseid tulemusi. Praeguseks väljakujunenud  ja üldiselt aktsepteeritud teoreetilise füüsika paradigma kohaselt koosneb tumeaine nõrka interaktsiooni evivatest massiivsetest osakestest. Samas eelnimetatud negatiivsed eksperimenditulemused viitavad fundamentaalsele paradigma muutuse vajadusele tumeda füüsika vallas. Lisaks uue generatsiooni tumeaine otsese ja kaudse detekteerimise eksperimentides testitavate teooriate uurimisele, on vajalik välja töötada ka uued tumeda sektori füüsika põhimõtted. Nende põhimõtete kohaselt võib universumi tume sektor olla sama keerukas kui nähtav sektor, sisaldades palju osakesi mitmekesiste interaktsioonidega. Sellise tumeda sektori omadused on oluliselt keerukamad kui seni eeldatud ja vajavad laiapõhjalist eraldi uurimist.

Tumeda universumi tippkeskuse eesmärgiks on uurida interakteeruva tumeda sektori omadusi ja selle avaldumisvorme nii konventsionaalsetes tumeaine teooriates kui ka uutes väljatöötatavates tumeda sektori mudelites. Tippkeskuses on kaasatud valdkonna juhtivad töögrupid Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudist (KBFI), Tartu Observatooriumist ja Tartu Ülikoolist. Kombineerides osakestefüüsika eksperimentide tulemusi astroosakeste füüsika eksperimentide, kosmiliste vaatluste ja arvutisimulatsioonide tulemustega, on tippkeskuse ülesandeks välja selgitada universumi tumeda sektori koostisosad ja nende  vastasmõjud nii tumeda sektori sees kui ka tavalise barüonainega.

Tippkeskuse nimi inglise keeles: Advanced materials and high-technology devices for energy recuperation systems
Toetuse saaja: Tartu Ülikool
Tippkeskuse juht: Enn Lust
Partner: Tallinna Tehnikaülikool
Koduleht: matsci.ut.ee

Eesti teaduse tippkeskuse “Uudsed materjalid ja kõrgtehnoloogilised seadmed energia salvestamise ja muundamise süsteemidele” tegevus on suunatud funktsionaalsete materjalide arendamisele keskkonnasõbraliku ja jätkusuutliku energiatehnoloogia, sensoorika ja nanoelektroonika tarbeks. Tippkeskuse töögrupid arendavad koostöös kompleksselt laia spektrit energiaallikaid, -salvesteid ja –muundureid, disainivad ja sünteesivad selleks vajalikke materjale ja koostisosi ning uurivad nende füüsikalisi, keemilisi ja tehnoloogilisi omadusi, koostavad ja testivad energiaallikate laboratoorseid ning väikeseeria prototüüpe. Üldisemaks eesmärgiks on arendada innovaatilise ühiskonna tarbeks kõrgtehnoloogiliste materjalide ja seadmete alast oskusteavet ning valmistada ette kaadrit innovatiivse energia- ja materjalitehnoloogia alal.

 

 

Rahvusvahelised konverentsid

2021

Geometric Foundations of Gravity 2021
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu), online
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 28. juuni-2. juuni 2021

Workshop-Seminar: Covariance in Teleparallel Gravity
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu), online
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 18. ja 20. juuni 2021

2020

Teleparallel Gravity workshop 2020
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu), online
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 15.-19. juuni 2020

2019

Advanced Training School on Remote Sensing/Earth Observation "Applications of Remote Sensing in the Baltic Sea region"
Koht: Kubija Spa (Kubija, Võrumaa)
Korraldajad: University of Tartu, "Baltic Earth"
Aeg: 15.-20. september 2019

Geometric Foundations of Gravity 2019
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 17.-21. juuni 2019

Graduate School of Functional Materials and Technologies Scientific conference 2019
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu)
Korraldaja: "Funktsionaalsete materjalide ja tehnoloogiate doktorikool
Aeg: 4.-5. veebruar 2019
Veeb: http://fmtdk.ut.ee/2018/12/03/teaduskonverents-2019/

2018

COST Action “European Network of BioAdhesives” training school on Bioinspired adhesive polymers and hydrogels
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikool, COST Action "European Network of BioAdhesives"
Aeg: 3.-7. detsember 2018
Veeb: http://www.enba4.eu/2018/05/21/morphology-and-structure-sem-and-sem-fib-...

Teleparallel Gravity workshop 2018
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 25.-28. juuni 2018

XXII Annual Air Ion and Aerosol Workshop
Koht: Pühajärve Spa (Pühajärve)
Korraldajad: Tartu Ülikool, Helsingi Ülikool
Aeg: 8.-9. mai 2018
Veeb: https://sisu.ut.ee/air_ion_and_aerosol_workshop_2018/

VI International Symposium on Strong Nonlinear Vibronic and Electronic Interactions in Solids
Koht: Dorpat konverentsikeskus (Turu 2, Tartu)
Korraldajad: Tartu Ülikool, Max Planck Institute for Solid State Research (Stuttgart), Brandenburg University of Technology (Cottbus)
Aeg: 28. aprill - 1. mai 2018
Veeb: https://ttl.ut.ee/ws18/

2017

Gravitatsiooni geomeetrilised alused
Koht: Tartu Ülikooli füüsika instituut (W. Ostwaldi 1, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikooli füüsika instituut, teaduse tippkeskus "Tume universum"
Aeg: 28. august - 1. september 2017

Funktsionaalsete materjalide ja nanotehnoloogiate alane rahvusvaheline konverents FM&NT 2017
Koht: Dorpat konverentsikeskus (Turu 2, Tartu)
Korraldaja: Eesti Füüsika Selts koostöös Tartu Ülikooliga
Aeg: 24.-27. aprill 2017
Veeb: http://fmnt.ut.ee/

2016

Vibronic Coupling and Electron-Phonon Interactions in Molecules and Crystals: XXIII International Symposium on the Jahn-Teller Effect
Koht: Dorpat konverentsikeskus (Turu 2, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikool
Aeg: 27. august - 1. september 2016
Veeb: https://ttl.ut.ee/jt16/

2015

12-s rahvusvaheline augupõletamise, üksikmolekuli ja sellega seotud spektroskoopiate alane konverents: teadus ja rakendused HBSM 2015
Koht: Tartu Ülikooli Füüsika Instituut (Ravila 14c, Tartu)
Aeg: 24.-27. august 2015

9-s rahvusvaheline luminestsents-detektorite ja ioniseeriva kiirguse transformaatorite alane konverents LUMDETR 2015
Koht: Dorpat konverentsikeskus (Turu 2, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikooli Füüsika Instituut
Aeg: 20.-25. september 2015

13-s rahvusvaheline Balti aatomkihtsadestamise alane konverents Baltic ALD 2015
Koht: Tartu Ülikooli Füüsika Instituut (Ravila 14c, Tartu)
Aeg: 28.-29. september 2015

2013

Funktsionaalsete materjalide ja nanotehnoloogiate alane rahvusvaheline konverents FM&NT 2013
Koht: Dorpat konverentsikeskus (Turu 2, Tartu)
Korraldaja: Tartu Ülikooli Füüsika Instituut
Aeg: 21.-24. aprill 2013
Veeb: http://fmnt.ut.ee/

#rahvusvaheline #teadus
DEMO elektrijaam

EUROfusioni konsortsium alustab tuumasünteesil põhineva näidiselektrijaama loomist

Jaga
05.07.2022
#teadus
Pilt Tartu Ülikooli Physicumi fuajeest_Foto autor Andero Kalju

Tartu Ülikool asub suurendama kliimateadlikkust

Jaga
14.06.2022
#teadus
Soo

Soogaaside mõju kliimale on arvatust keerulisem

Jaga
13.06.2022