Fysiikan laitoksen toiminta- ja taloussuunnitelma v.

2013-2017

1. Toiminta-ajatus ja toiminnan esittely

Toiminta-ajatus

Laitos antaa kandidaatin, maisterin, lisensiaatin ja tohtorin tutkintoon johtavaa laaja-

alaista ja kansainvälisesti kilpailukykyistä fysiikan opetusta. Fysiikan laitos harjoittaa

kokeellisen ja teoreettisen fysiikan perustutkimusta ja soveltavaa tutkimusta.

Tutkimustoiminta on korkeaa kansainvälistä tasoa. Laitos palvelee yhteiskuntaa

antamalla sen käyttöön tutkimukseen perustuvaa tietoa ja asiantuntija-apua sekä

kouluttamaansa asiantuntevaa työvoimaa.

Fysiikan laitos toteuttaa ihmistieteisiin ja luonnontieteisiin keskittyvän Jyväskylän

yliopiston yhtä viidestä tutkimuksen painoalasta, Luonnon perusilmiöt ja aineen

rakenne.

Toiminnan esittely

Koulutus

Laitoksessa voi suorittaa filosofian kandidaatin tutkinnon pääaineena fysiikka ja

filosofian maisterin tutkinnon kolmessa pääaineessa, fysiikassa, soveltavassa fysiikassa ja

teoreettisessa fysiikassa. Laitoksessa annetaan myös fysiikan opettajien koulutusta, joka

toteutetaan yhteistyössä Opettajankoulutuslaitoksen ja Normaalikoulun kanssa. Fysiikassa

voi suorittaa jatkotutkintoina filosofian lisensiaatin ja filosofian tohtorin tutkinnot.

Jatkokoulutus toteutetaan tohtorikouluissa.

Fysiikkaa pääaineenaan opiskelee noin 500 perustutkinto-opiskelijaa, joista

ensimmäisen vuoden opiskelijoita on noin 100. Päätoimisia jatko-opiskelijoita on noin

85. Tutkintotavoitteet ovat: filosofian kandidaatteja 45/v, filosofian maistereita 45/v ja

filosofian tohtoreita 13/v.

Uusien opiskelijoiden valintajärjestelmän muuttuminen vuonna 2015 saattaa jossain

määrin vaikuttaa tulevien vuosien perustutkinto-opiskelijoiden määriin.

Laitoksella on opetuksen kehittämisryhmä, jossa on myös opiskelijoiden edustus.

Opetuksen yleinen suunnittelu ja kehittäminen sekä opetuksen tasosta vastaaminen

ovat pedagogisen johtajan tehtäviä. Osoituksena opetuksen hyvästä tasosta ja

kehityssuuntautuneisuudesta on 2000-luvulla laitokselle kaksi kertaa myönnetty

valtakunnallinen yliopistokoulutuksen laatuyksikköasema.

Laitoksen opetuksen tavoitteet ja kehityslinjat on esitetty Opetusstrategiassa.

Tutkimus

Laitoksen tutkimustoiminnan perustan muodostavat ammattitaitoinen ja motivoitunut

tutkijakunta, monipuolinen ja ajanmukainen tutkimuslaitekanta ja laaja kansallinen ja

kansainvälinen yhteistyö. Tutkimus on keskitetty kolmelle pääalalle, jotka ovat

hiukkasfysiikka, materiaali- ja nanofysiikka ja ydin- ja kiihdytinpohjainen fysiikka.

Kullakin pääalalla harjoitetaan sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta.

Laitoksen ydin- ja kiihdytinpohjaisen fysiikan tutkimus on Suomen Akatemian

nimeämä tutkimuksen huippuyksikkö v. 2012–2017. Kiihdytinlaboratoriolla on myös

valtakunnallinen tehtävä vastata kiihdytinpohjaisen fysiikan tutkimuksen ja opetuksen

kehittämisestä. Suuri osa materiaalifysiikan tutkimuksesta tapahtuu tiedekunnan

yhteisessä nanotieteiden tutkimusympäristössä Nanoscience Centerissä (NSC)

läheisessä yhteistyössä kemian ja biologian nanotieteen tutkijoiden kanssa.

Hiukkasfysiikan ja ydinfysiikan tutkimuksesta merkittävä osa tapahtuu

yhteishankkeissa Fysiikan tutkimuslaitoksen (HIP) kanssa, jonka yksi taustayliopisto

Jyväskylän yliopisto on. Soveltava tutkimus pohjautuu laitoksessa harjoitettavaan

perustutkimukseen, ja siihen liittyy merkittävä määrä kaupallista palvelututkimusta.

Tutkimustoiminnan keskeinen osa on tutkijakoulutus. Enemmistö laitoksen

tutkijakunnasta on väitöstutkimustaan tekeviä jatko-opiskelijoita ja juuri valmistuneita

tohtoreita.

Laitoksen tutkimustoiminta on arvioitu korkeatasoiseksi monissa arvioinneissa (esim.

Jyväskylän yliopiston tutkimuksen kokonaisarviointi 2010 (4,5/5) ja Suomen

Akatemian suorittama fysiikan tieteenala-arviointi 2012). Opetus- ja

kulttuuriministeriön alaisen sitaatiotyöryhmän selvityksien mukaan laitoksen

tutkimuksen kansainvälinen merkittävyys on alansa selvästi parasta Suomessa ja kaikki

alatkin huomioituna Suomen ja Pohjoismaiden kärkeä.

Laitoksen tutkimustoiminnan tavoitteet ja tulevaisuuden suuntaviivat on esitetty

Tutkimusstrategiassa.

Voimavarat

(tilanne 1.5.2013)

Laitoksessa työskentelee noin 185 henkilöä. Tutkimushenkilöstön määrä on 68,

tohtorikoulutettavien 85, teknisen henkilökunnan 27 ja hallintohenkilöstön 5.

Laitoksen vuosibudjetti on n. 17 milj. euroa, josta n. 8 milj. euroa on perusrahoitusta

täydentävää ulkopuolista rahoitusta. Laitos on menestynyt varsin hyvin ulkopuolisen

rahoituksen hankinnassa niin kotimaisista kuin kansainvälisistä rahoituslähteistä.

Suurimmat ulkopuoliset rahoituslähteet ovat Suomen Akatemia (n. 4 milj. euroa),

kansainväliset tutkimusohjelmat (esim. EU:n puiteohjelmat) (0,8 milj. euroa) sekä

kaupallinen tilaustutkimus (n. 0,7 milj. euroa). Fysiikan tutkimuslaitoksen HIPin osuus

rahoituksesta on n. 0,6 milj. euroa. Yksityisten säätiöiden ja rahastojen tuki erityisesti

jatko-opiskelijoille on myös merkittävä rahoituslähde (n. 0,3 milj. euroa).

Kansainvälisyys

Laitoksen toiminnalle on leimallista kansainvälisyys. Tutkimusjulkaisuista yli 80 %

(tilanne v. 2012) on yhteisjulkaisuja ulkomaisten tutkijoiden kanssa, ja käytännössä

kaikki tutkimusraportit julkaistaan kansainvälisissä vertaisarvioiduissa lehdissä.

Laitoksen tutkimus- ja opetushenkilökunnasta 30 % on ulkomaalaisia, jatko-

opiskelijoista 20 %. Laitos on mukana lukuisissa EU-hankkeissa ja kansainvälisissä

tutkimusverkostoissa. Laitoksen tutkijoilla on runsaasti kansainvälisiä

luottamustehtäviä ja arviointi- ja muita asiantuntijatehtäviä. Laitoksella vierailee

vuosittain noin 250 ulkomaista tutkijaa. Kiihdytinlaboratoriossa toteutettaviin

tutkimuksiin on avoin kansainvälinen hankehaku. Laitoksen tutkijat järjestävät

kansainvälisiä konferensseja ja workshopeja. Laitoksella on kansainvälisiä

maisteriohjelmia ja kaksoistutkintosopimuksia ulkomaisten yliopistojen kanssa.

Yhteiskunnallinen vaikuttavuus

Laitos tuottaa tieteen ja teknologian asiantuntemusta ja asiantuntijoita yhteiskunnan ja

elinkeinoelämän palvelukseen. Laitoksen tutkijoilla on runsaasti yhteistyötä

teollisuuden kanssa, jota toteutetaan mm. tilaustutkimuksina ja palvelustutkimuksina ja

erilaisina tutkimuksen yhteistyöhankkeina ja innovaatiotoimintana. Suuri osa tästä

toiminnasta kohdistuu paikalliseen teollisuuteen, mutta siihen osallistuu myös

ulkomaisia yrityksiä. Lääketieteellisten isotooppien valmistus palvelee lääketieteen ja

sairaanhoidon tarpeita. Säteilyturvakeskuksen STUKin kanssa on voimassa tutkimus-

ja koulutusyhteistyösopimus. Laitos on maan johtava fysiikan opettajien kouluttaja ja

osallistuu koulujen oppimateriaalien kehittämiseen ja tuottamiseen. Yhteistyöhön

koulujen kanssa kuuluvat mm. koululaisvierailut ja lukiolaisten

kesäharjoittelutoiminta. Laitoksen mittavalla kansainvälisellä toiminnalla, johon

kuuluu suuri määrä tutkijavierailuja sekä konferensseja ja kokouksia, on merkitystä

alueen elinkeinoelämälle.

2. Toimintasuunnitelma kaudelle 2013-2017

2.1 Koulutus

Opiskelijoiden rekrytointi ja valinta

Laitoksen yksi keskeinen menestystekijä on hyvätasoinen ja motivoitunut

opiskelijakunta. Sitä vaatii myös laitoksen laaja tutkimustoiminta, jossa

opinnäytetöitään tekevillä opiskelijoilla on suuri rooli. Opiskelijarekrytoinnissa

vedotaan laitoksen vahvuuksiin, kuten opetuksen ja tutkimuksen korkeaan tasoon,

valmistuneiden hyvään työllistymiseen ja laitoksen opiskelijaystävälliseen ilmapiiriin.

Laitosta tehdään tunnetuksi koulujen kanssa tapahtuvan yhteistyön (mm.

koululaisvierailut, lukiolaiskurssit ja lukiolaisten kesäharjoittelu, CERN-verkoston

tukeminen, fysiikan olympiavalmennus) kautta, internetin välityksellä ja uusille

ylioppilaille suunnatulla tiedotuksella. Keski-Suomen LUMA-keskuksen rooli

rekrytoinnissa tulee tärkeäksi, mikäli keskuksen rahoitus ja toiminta saadaan vakaalle

pohjalle. Laitos lisää internet-näkyvyyttään erityisesti koululaisten suuntaan.

Laitos on eniten fysiikan opettajia tuottava laitos Suomessa. Yhteydenpito laitokselta

valmistuneisiin fysiikan opettajiin on rekrytoinnin kannalta tärkeää. Laitos aloittaa

suunnittelukaudella säännöllisen opettajien täydennyskoulutusohjelman.

Nykyisin käytössä olevassa opiskelijoiden valintajärjestelmässä valtaosa opiskelijoista

valitaan suoraan ylioppilaskokeen ja lukion päättötodistuksen perusteella.

Opiskelijavalinta muuttuu syksystä 2014 alkaen, kun uudistettu yhteishakujärjestelmä

otetaan käyttöön. Uudistuksen yhteydessä siirrytään fysiikassa käyttämään koko

maassa samoja valintaperusteita. Laitos luopuu samalla syksyn hausta. Laitos seuraa

uudistuksien vaikutuksia opiskelijavalintaan ja ryhtyy tarvittaessa lisätoimenpiteisiin

hyvän ja riittävän opiskelija-aineksen takaamiseksi. Laitoksen opiskelijakiintiö

valinnassa on 70. Opiskelijoita voidaan ottaa myös hakujen ulkopuolella edellyttäen,

että opiskelupaikkoja on vapaana.

Jatkokoulutukseen järjestetään haku kaksi kertaa vuodessa. Valinta perustuu

tiedekunnan yhteisiin valintakriteereihin, joissa huomioidaan opintomenestys,

tutkimussuunnitelma, rahoitussuunnitelma ja ohjausjärjestely. Koulutus toteutetaan

tohtorikouluissa.

Ulkomaisten perus- ja jatkotutkinto-opiskelijoiden määrää kasvatetaan. Valittaessa

kansainvälisiä opiskelijoita maisteriohjelmiin ja tutkijakoulutukseen kiinnitetään

huomiota opiskelijoiden aikaisempaan opiskelumenestykseen ja siihen, että

opiskelijalla on riittävän kattavat lähtötiedot ko. koulutukseen. Kansainvälisten

opiskelijoiden haettavana on laitoksen myöntämiä, opiskelumenestykseen sidottuja

apurahoja.

Peruskoulutus

Fysiikan peruskoulutukseen kuuluvat filosofian kandidaatin tutkintoon johtava

koulutus ja filosofian maisterin tutkintoon johtava koulutus. Kandidaatintutkinto on

mahdollista suorittaa kolmessa vuodessa, maisterin tutkinto sen jälkeen kahdessa

vuodessa.

Kandidaatin tutkinnon pääaine on fysiikka. Tutkinto voidaan suorittaa kahdella tavalla,

joista toisessa (A-vaihtoehto) on opintojen alkuvaiheessa enemmän tilaa

sivuaineopinnoille, kun taas toisessa (B-vaihtoehto) edetään nopeammin

aineopintoihin. B-vaihtoehtoon otetaan vuosittain n. 15 opiskelijaa lukiosuoritusten ja

haastattelun perusteella.

Maisterintutkinnon voi suorittaa kolmessa pääaineessa, fysiikassa, soveltavassa

fysiikassa ja teoreettisessa fysiikassa. Fysiikan opettajan maisterin tutkinnon pääaine

on fysiikka. Suunnittelukauden aikana maisterintuotanto pyritään nostamaan pysyvästi

tavoitetasolle (45/vuosi) lisäämällä opiskelijoiden yksilökohtaista seurantaa ja ohjausta

heidän koko opiskeluaikanaan sekä tehostamalla maisterintutkielmien ohjausta.

Seurannalla ja ohjauksella pyritään myös kasvattamaan vuodessa vähintään 55

opintopistettä suorittavien opiskelijoiden määrää.

Taulukko 1. Peruskoulutus

Vuosi 2008 2009 2010 2011 2012 2013-2018

Tavoite

Hakijat *):

- kaikki hakijat 370 389 650 648 623 600

- 1. hakusija, koko yliopisto 216 301 401 392 381 350

- aloittaneet / aloituspaikat 85/80 100/80 100/8

0

85/72 99/72 100/70

Perustutkinto-opiskelijat 490 530 550 540 520 500

Pääaineessa suor. fysiikan op. 8161 9529 8821 8186 7517 8200

LuK-tutkinnot 18 39 50 35 30 45

FM-tutkinnot / Tavoite 34/45 35/45 35/45 39/45 37/45 45

Valmistumisajan mediaani

(FM, v.)

5,9 6,0 6,5 6,0 6,1 5,5

*) Sisältää vain kevään haun. Syksyn haussa opiskelijoita on aloittanut keskimäärin

10, hakijoita n. 100. Syksyn haku toteutettiin viimeisen kerran v. 2012.

Opettajankoulutus

Fysiikan laitoksessa opettajankoulutuksesta vastaavat professori ja lehtori. Opettajien

fysiikan opetus on integroitu pääosin muuhun fysiikan opetukseen. Laitos järjestää

säännöllisesti koulufysiikkaa käsitteleviä erikoiskursseja, joita luennoivat fysiikan

didaktiikkaan erikoistuneet opettajat, sekä demonstraatiokurssin. Myös fysiikan

historian kurssi ja tähtitieteen perusteiden kurssi ovat tarkoitettuja erityisesti

opettajaksi opiskeleville. Pedagoginen koulutus tapahtuu kasvatustieteellisen

tiedekunnan opettajankoulutuslaitoksessa (OKL). OKL osallistuu myös

opettajakoulutettavien opinnäytetöiden ohjaamiseen.

Opettajankoulutukseen otetaan opiskelijoita pääsääntöisesti fysiikan opintojen alussa

järjestettävällä haulla (ns. suoravalinta). Opintoihin voi hakeutua rajoitetusti myös

opintojen myöhemmässä vaiheessa. Suunnittelukaudella on tavoitteena vakiinnuttaa

opettajaksi opiskelevien määrä tavoitetasolle (15) ja vahvistaa laitoksen asemaa maan

johtavana fysiikan opettajien koulutusyksikkönä.

Opettajankoulutuksen uutena kehityshankkeena on opettajien täydennyskoulutuksen

järjestäminen. Täydennyskoulutuksen tavoitteena on opettajina toimivien

ammattitaidon ylläpitäminen ja kehittäminen ja ammatti-identiteetin vahvistaminen. Se

myös vahvistaa laitoksen asemaa maan johtavana fysiikan opettajien kouluttajana ja on

merkityksellistä myös opiskelijarekrytoinnin kannalta. Täydennyskoulutuksen

järjestämisessä tehdään yhteistyötä tiedekunnan muiden laitosten ja

opettajankoulutuslaitoksen kanssa.

Taulukko 2. Fysiikan opettajiksi valmistuneet

2008 2009 2010 2011 2012 2013-2018

Tavoite

Tutkinnot (tavoite) 10 (15) 7 (15) 9 (15) 7 (15) 16 (15) 15

Jatkokoulutus

Jatkokoulutus toteutetaan hiukkas- ja ydinfysiikan, materiaalifysiikan ja nanotieteen

tutkijakouluissa. Yliopisto rahoittaa osaa tutkijakoulutuksesta perusrahoituksen kautta,

muu osa rahoituksesta tulee ulkopuolisella rahoituksella toimivista tutkimushankkeista

ja säätiöiden ja rahastojen myöntämistä apurahoista. Valtakunnallisten tutkijakoulujen

nykyisen toimintakauden päättyessä laitos selvittää yhteistyölaitoksiensa kanssa,

millaisessa muodossa yhteistyö tutkijakoulutuksessa toteutetaan jatkossa.

Laitoksella voi tehdä tohtorin tutkinnon kaksoistutkintona ulkomaisen yliopiston

kanssa silloin, kun Jyväskylän yliopiston ja ko. yliopiston välillä on asiasta sopimus.

Sopimuksia pyritään solmimaan aina, kun merkittävä osa ulkomaisen yliopiston jatko-

opiskelijan väitöstutkimuksesta ja opiskelusta tapahtuu laitoksella.

Jatko-opintojen ohjausta ja edistymisen seurantaa tehostetaan ottamalla käyttöön

seurantaryhmät, jotka tapaavat väitöskirjan tekijän vuosittain. Tavoitteena on

tohtorintutkinnon suorittaminen keskimäärin tavoiteajassa 4 vuotta.

Taulukko 3. Jatko-opiskelijoiden määrä eri tutkijakouluissa v. 2013

Tutkijakoulu lkm

Hiukkas- ja ydinfysiikka 41

Materiaalifysiikka 34

Nanotieteet 10

Yhteensä

85

Taulukko 4. Jatko-opiskelijoiden rahoitus v. 2013

lkm %

JYFL 12 14

JY (ent. OKM ja JY/rehtori) 11 13

SA 24 28

TEKES 3 4

EU 6 7

Teollisuus 6 7

HIP 3 4

Yksityiset säätiöt 18 21

Oma rahoitus 2 2

Yhteensä

85

Taulukko 5. Jatkotutkinnot

2008 2009 2010 2011 2012 2013-2018

Tavoite

FT-tutkinnot

(Tavoite)

12

(14)

17

(14)

10

(13)

14

(13)

11 (13) 13

FL-tutkinnot 1 3 2 1 2 2

Opetuksen kehittäminen

Laitos ottaa lisääntyvästi käyttöön interaktiivisia opetustapoja ja pienryhmissä

oppimista. Opetuksessa painotetaan opiskelijoiden opiskelutaitojen ja omaehtoisen

oppimisen edistämistä. Henkilökunnan didaktista osaamista kehitetään kannustamalla

pedagogisen koulutuksen hankkimiseen.

Laitos tekee lukuvuonna 2012-2013 kokeiluna käytössä olleesta omaopettaja-

järjestelmästä pysyvän. Järjestelmän toimivuutta ja vaikutuksia seurataan, ja

järjestelmää kehitetään tarpeen mukaan.

Opetuksen kehittämisestä vastaavat laitoksen pedagoginen johtaja ja opetuksen

kehittämisryhmä. Kehittämistyö perustuu oppisisältöjen ajanmukaisuuden

arviointeihin, opiskelijoilta saatuun palautteeseen ja fysiikan didaktiikan tutkimukseen,

josta saadaan tietoa opettajakunnan pedagogisen koulutuksen ja OKL:n kanssa

tehtävän yhteistyön kautta. Opetuksen työelämävastaavuudesta saadaan tietoa

vuosittaisen laitokselta valmistuille suunnatun työllistymiskyselyn kautta. Laitoksella

on käytössä opetuksen arviointijärjestelmä (sähköinen luentokysely), joka toteutetaan

yhdessä opiskelijajärjestön Ynnä kanssa. Järjestelmää kehitetään niin, että se palvelee

nykyistä paremmin opetuksen sisällöllistä kehittämistä. Lisäksi yliopistotasolla

suoritetaan opetuksen laadun tarkkailua. Vuodesta 2015 alkaen opetusta arvioidaan

myös valtakunnallisella palautejärjestelmällä, jonka tuloksia käytetään OKM:n

rahanjakomallin eräänä jakoperusteena.

Laitoksen henkilökunta kokoontuu 1-2 kertaa lukukaudessa järjestettävään ”opetuksen

aamupäivä” -tilaisuuteen keskustelemaan opetusasioista ja opetuksen kehittämisestä

2.2 Tutkimus

Laitoksen tutkimustoiminta jatkuu vahvasti perustutkimukseen painottuneena.

Tutkimus keskittyy kolmelle pääalalle - hiukkasfysiikkaan, materiaali- ja

nanofysiikkaan ja ydin- ja kiihdytinpohjaiseen fysiikkaan. Keskittymisellä turvataan

kullekin alalle riittävät voimavarat ja kehittymismahdollisuudet sekä luodaan

laitokselle selkeä kolmikärkinen tutkimusprofiili. Tutkimusalat muodostavat

monipuolisen kokonaisuuden, joka mahdollistaa laaja-alaisen fysiikan opetuksen

järjestämisen niin perus- kuin jatkokoulutuksessa. Soveltava tutkimus pohjautuu

perustutkimukseen ja sen tuomaan asiantuntemukseen.

Tutkimuksen laadun tärkeimmät kriteerit ovat tutkimustulosten julkaiseminen alan

johtavissa kansainvälisissä lehdissä, tutkimusartikkeleiden saamien sitaatioiden määrä,

kutsuttujen esitelmien määrä, menestyminen ulkopuolisen rahoituksen hankkimisessa,

kansainvälisen tutkimusyhteistyön laajuus sekä tutkijakoulutuksen laatu, jota ilmentää

mm. valmistuneiden tohtoreiden sijoittuminen post doc –tutkijoiksi ulkomaille ja

tutkimus- ja tuotekehitystehtäviin yritysmaailmaan. Merkkejä tutkimustoiminnan

nauttimasta kansainvälisestä arvostuksesta ovat myös kansainväliset

asiantuntijatehtävät ja luottamustehtävät kansainvälisissä tiedeorganisaatioissa.

Soveltavan tutkimuksen laatua arvioidaan teollisuuden ja sektoritutkimuslaitosten

kanssa suoritettavien hankkeiden määrällä, patentoitujen keksintöjen määrällä,

kansainvälisten yhteistyöhankkeiden määrällä sekä kaupallisen toiminnan laajuudella.

Ydinfysiikan ja kiihdytinpohjaisen fysiikan tutkimus

Laitoksen kiihdytinlaboratoriossa tehtävän kokeellisen ydinfysiikan tutkimuksen

perustan muodostaa stabiilien ionisuihkujen käyttö, jolla alalla kiihdytinlaboratorio on

yksi maailman johtavista laboratorioista. Suunnittelukaudella otetaan täysimittaiseen

käyttöön uusi K30-syklotroni. Lisääntyvä kiihdytinaika lisää tutkimusaktiviteettia ja

mahdollistaa aikaisempaa vaativampien kokeiden suorittamisen. Myös kiihdyttimien

kehitystyöhön ja testien suorittamiseen on aikaisempaa paremmat mahdollisuudet.

Kiihdytinlaboratorion laajennusosaan sijoitettu IGISOL4-laitteisto, joka hyödyntää

sekä vanhaa K130-raskasionikiihdytintä että K30-kiihdytintä, lisää merkittävästi

mahdollisuuksia toisaalta aikaisemmin tutkimattomien eksoottisten ydinten

tutkimiseen ja toisaalta heikkojen vuorovaikutuksien ydinfysikaalisten ilmiöiden

tutkimiseen. Suunnittelukaudella käyttöön otettavat uudet mittalaitteet (SARA, LISA,

DPUNS) sekä MARA-massaseparaattorin valmistuminen antavat uusia

mahdollisuuksia ytimien protonivakausrajan ja superraskaiden ytimien tutkimukselle.

Ydinreaktioiden tutkimukseen käytettäviä laitteistoja ajanmukaistetaan.

Laitos osallistuu yhteistyössä Fysiikan tutkimuslaitoksen (HIP) kanssa tulevien

eurooppalaisten radioaktiivisia ionisuihkuja tuottavien laitteistojen FAIR ja HIE-

ISOLDE toteuttamiseen. Laitoksen pääasiallinen vastuu näissä liittyy FAIR-NUSTAR-

kokeeseen. FAIR ja HIE-ISOLDE -hankkeisiin osallistumisen katsotaan hyödyttävän

kiihdytinlaboratoriossa tehtävää tutkimusta.

Laitos panostaa kiihdytinteknologian tutkimiseen ja kehittämiseen, erityisesti

ionilähdeteknologiaan. Suunnittelukaudella kehitetään ja otetaan käyttöön intensiivisiä

”ionikoktaileja” tuottava ionilähde sekä suunnitellaan uusi ECR-ionilähde K130-

kiihdytintä varten suihkuvalikoiman ja suihkujen intensiteetin parantamiseksi.

Kaupallisen toiminnan kehityskohteena on lääketieteellisten radioisotooppien

valmistaminen K30-syklotronilla. Toimiminen ESA:n elektroniikkakomponenttien

testilaboratoriona jatkuu. Laitoksen kaupallinen toiminta vastaa kaiken kaikkiaan noin

puolta koko yliopiston kaupallisesta toiminnasta.

Pelletron-kiihdyttimellä tapahtuva ionisuihkututkimus keskittyy ohutkalvojen ja

erilaisten materiaalien karakterisointiin ja esimerkiksi nanotutkimuksessa käytettävien

rakenteiden valmistamiseen. Nanoteknologian yrityspalveluiden parantamiseksi

Pelletron-ryhmä ottaa suunnittelukaudella käyttöön yhteistyössä Nanotiedekeskus

NSC:n kanssa ohutkalvojen kasvatuslaitteiston (ALD), 3D-litografialaitteiston ja

olosuhdekammion. Kiihdytinpohjaisen materiaalifysiikan alalle suunnitellaan

otettavaksi professori suunnittelukauden aikana.

Vuodesta 2006 lähtien laitoksella toiminut teoreettisen ydinfysiikan FiDiPro-hanke

jatkuu vuoteen 2017. Ohjelman myötä laitokselle on syntynyt aktiivinen ydinrakenteen

teorian tutkimusryhmä. Ryhmän yhteistyötä laitoksella harjoitettavan kokeellisen

ydinrakenteen tutkimuksen kanssa lisätään, samoin yhteistyötä ydinmalleihin ja

heikkoihin vuorovaikutuksiin ja neutriinofysiikkaan liittyviä ydinprosesseja tutkivan

ryhmän kanssa. Tavoitteena on, että laitokselle syntyy FiDiPro-hankkeen tuloksena

aikaisempaa laajempi teoreettisen ydinfysiikan tutkimusaktiviteetti.

Ydin- ja kiihdytinpohjaisen fysiikan tutkimus ja kiihdytinlaboratorion toiminta

perustuu hyvin suuressa määrin määräaikaiseen ulkopuoliseen rahoitukseen

(huippututkimusyksikkörahoitus, valtakunnallisen tehtävän tuoma rahoitus, EU-

hankerahoitus, kaupallinen toiminta). Vaikka kiihdytinlaboratorion asemaa voi pitää

vakiintuneena, on mahdollisen ulkopuolisen rahoituksen merkittävän vähenemiseen

varalta tehtävä asianmukainen exit-strategia. Kiihdytinlaboratorion pääseminen

infrastruktuurien kansalliselle tiekartalle on tärkeää laitekannan ylläpidon ja

kehittämisen kannalta.

Materiaali- ja nanofysiikan tutkimus

Kokeellisen nanotutkimuksen päätutkimusalueita ovat molekyylielektroniikka,

plasmoniikka, hiilinanofysiikka, lämmönjohtoilmiöt nanoskaalassa ja nanoskaalan

suprajohteet. Matalan lämpötilan fysiikan tutkimus vakiinnutetaan viiden vuoden

kokeilujakson päätyttyä perustamalla alalle pysyvä professuuri vuodesta 2013 alkaen.

NSC:ssä hyvään vauhtiin päässyttä biologian, fysiikan ja kemian poikkitieteellistä

tutkimusta vahvistetaan. Poikkitieteellisen tutkimuksen aiheisiin kuuluvat mm. DNA-

molekyyleihin perustuvat nanolaitteet sekä korkean resoluution röntgenspektrometrien

kehittäminen kemian ja materiaalifysiikan tutkimusta varten. Nanotutkimuksen

laitekanta on monipuolinen, mutta sen kunnossapidosta ja ajanmukaisuudesta tulee

huolehtia.

Teoreettisen ja laskennallisen nanofysiikan tutkimus kohdistuu erilaisten

nanorakenteiden fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksien selvittämiseen.

Käytettyihin tutkimusmenetelmiin kuuluvat mm. tiheysfunktionaalimenetelmät,

semiklassinen tiukan sidoksen formalismi, molekyylidynamiikka ja Monte Carlo –

menetelmät. Suunnittelukaudella tutkimus suuntautuu mm. ajasta riippuviin

kvanttikuljetusilmiöihin ja monihiukkas- ja tiheysfunktionaalimenetelmien

kehittämiseen, metallisten nanorypäiden käyttämiseen katalyysissä, biomolekyylien

sidostamisessa, biokuvantamisessa ja lääketieteellisissä hoidoissa sekä matala-

ulotteisten hiili- ja muiden nanorakenteiden mekaanisten ja sähkömekaanisten

ominaisuuksien tutkimiseen. Menestyksekkään tutkimustoiminnan keskeinen edellytys

on riittävä laskentakapasiteetti. Sen suhteen tilanne on nyt hyvä, mutta jatkon

turvaamiseksi tehdään yhteistyötä kansallisella tasolla mm. Tieteen tietotekniikan

keskuksen CSC:n kanssa. Tutkimusryhmät tekevät läheistä yhteistyötä kemian ja

biologian nanotieteen tutkimusryhmien kanssa. Tavoitteena on saada tähän

yhteistyöhön perustuvana Suomen Akatemian huippututkimusyksikköasema

suunnittelukauden aikana.

Hiukkasfysiikan tutkimus

Hiukkasfysiikassa on laitoksella sekä kokeellista että teoreettista tutkimusta.

Kokeellista tutkimusta tehdään ultrarelativististen raskasionitörmäysten fysiikassa

osallistumalla CERNin ALICE-kokeeseen sekä maanalaisessa astrohiukkasfysiikan ja

neutriinofysiikan tutkimuksessa Kokeellisessa raskasionitörmäysten tutkimuksessa

pääpaino on mittaustulosten fysiikka-analyysissä, sen lisäksi laitos osallistuu T0-

ilmaisimen uudistamiseen. Kosmista säteilyä mittaava EMMA-koe, joka toteutetaan

yhdessä Oulun yliopiston kanssa, aloittaa täysimittaisen kokeellisen toimintansa

suunnittelukaudella. Mikäli suunnitteluvaiheessa oleva neutriinokoe LAGUNA-LBNO

hanke toteutetaan Pyhäsalmen kaivoksessa, laitos suuntaa resursseja alan

tutkimukseen. Laitoksen osuus valmisteluvaiheessa olevassa kosmologian

tutkimukseen liittyvässä EUKLID-kokeessa on laskennalliseen työhön ja fysiikka-

analyysiin osallistuminen.

ALICE-kokeeseen liittyvässä kokeellisessa tutkimuksessa pääpaino on mittaustulosten

fysikaalisessa analyysissä, erityisesti suuren liikemäärän jettien ja

kvarkkigluoniplasman vuorovaikutuksien tutkimisessa. Laitoksen tutkijoilla on

laitevastuu T0-ilmaisimen ja TRU-systeemin ylläpidosta ja toiminnasta.

Hiukkasfysiikan teoreettisessa tutkimuksessa on kaksi pääsuuntaa, vahvojen

vuorovaikutuksien tutkimus sekä hiukkasfenomenologinen ja hiukkaskosmologian

tutkimus. Vahvojen vuorovaikutuksien tutkimus keskittyy ultrarelativististen

raskasionitörmäysten fysiikkaan, jossa on saavutettu erittäin näkyvä kansainvälinen

asema. Tutkimuksen kohteita ovat mm. ytimien partonijakautumien aikaisempaa

tarkempi määrittäminen, kvarkkigluoniplasman alkutilan selvittäminen event-by-event-

menetelmällä ja erilaiset kvarkkiaineen käyttäytymisen hydrodynaamiset tarkastelut.

Tutkimus tukee laitoksen kokeellista tutkimusta ALICE-kokeessa. Alalle pyritään

saamaan FiDiPro-rahoitus suunnittelukauden aikana. Hiukkasfysiikan

fenomenologinen tutkimus sisältää mm. erilaisten standardimallin laajennusten ja

neutriinofysiikan tutkimusta. Hiukkaskosmologiassa päätutkimuskohteina ovat pimeä

aine ja äärellisen lämpötilan kuljetusteoriat. Fenomenologisen hiukkasfysiikan

tutkimuksen profiilia terävöitetään suunnittelukauden aikana.

Hiukkasfysiikan tutkimusta on vahvistettu perustamalla kosmologiaan keskittyvä

teoreettisen fysiikan professuuri (2012) ja raskasionifysiikan kokeelliseen

tutkimukseen keskittyvä fysiikan professuuri (2013). Hiukkasfysiikan tutkimus

tapahtuu suuressa määrin yhteistyössä Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen

hiukkasfysiikan tutkijoiden kanssa osana Fysiikan tutkimuslaitoksen HIP:n

tutkimushankkeita.

Taulukko 6. Tutkimus

2008 2009 2010 2011 2012 2013-

2017

Tavoite

Väitöskirjat 12 17 10 14 11 13

Vertaisarvioidut julkaisut 177 195 191 200 225 230

Kutsutut esitelmät 90 85 110 150 170 180

Muut esitelmät 90 90 130 95 135 150

Ulkomaiset vieraat (ei sis.

konferensseja)

275 270 240 240 245 250

Tutkijoiden vierailut ulkomailla 325 360 380 320 360 360

Ulkopuolinen tutkimusrahoitus (M€) 4,6 6,1 5,7 6,9 8,0 7,6

- Suomen Akatemia 1,8 2,4 3,0 3,3 3,9 4,0

- TEKES 0,3 0,3 0,3 0,2 0,2 0,3

- EU 0,6 0,5 0,4 0,7 0,8 1,0

- ESR, EAKR - 1,2 0,3 0,1 0,2 0,2

- Maksullinen palvelutoiminta 0,9 0,6 0,6 1,4 1,8 0,9

- Muut (HIP, säätiöt jne.) 1,0 1,1 1,1 1,2 1,1 1,2

Tutkimusinfrastruktuuri

Laitoksen tutkimuslaitekanta on monipuolinen, mutta tutkimustoiminta vaatii sen

jatkuvaa kehittämistä ja uudistamista ja uusien laitteiden hankkimista. Laitekanta

rahoitetaan pääosin ulkopuolisella rahoituksella, pienempi osa rahoituksesta saadaan

yliopiston hiljattain käyttöön ottaman infrastruktuurirahoituksen kautta. Useimpiin

hankintoihin liittyvä omarahoitusosuus katetaan laitoksen budjetista viidelle vuodelle

jaettuina poistoina. Laitoksen talousarviossa on varauduttu noin 400 – 500 k€:n

vuosittaisiin poistoihin. Laiteinvestoinnit on toteutettava niin, ettei tämä poistomäärä

ylity.

Laitoksen tutkimusinfrastruktuurien investointisuunnitelma vuosille on 2014-2019 on

liitteenä.

2.3 Yhteiskunnallinen vuorovaikutus

Laitos kouluttaa yhteiskunnan käyttöön fysiikan asiantuntijoita ja fysiikan opettajia.

Yhteiskunnalliseen vuorovaikutukseen kuuluu oleellisena osana tieteellisten

keksintöjen hyödyntäminen yhdessä teollisuuden kanssa sekä elinkeinoelämälle

tehtävä palvelututkimus.

Kiihdytinlaboratoriolla on valtakunnallinen tehtävä toimia kiihdytinpohjaisen fysiikan

tutkimuksen ja opetuksen vastuulaitoksena. Lisäksi sen kiihdyttimiä käytetään

lääketieteellisten isotooppien valmistamiseen sekä elektronisten komponenttien

säteilykestävyyden testaamiseen ja muuhun materiaalien tutkimukseen.

Kiihdytinlaboratorio toimii Euroopan avaruusjärjestön ESA:n testilaboratoriona.

Säteilyturvallisuuskeskuksen kanssa on solmittu tutkimus- ja

koulutusyhteistyösopimus.

Nanotiedekeskuksen (NSC) toimintaideaan kuuluu keskeisenä soveltava tutkimus ja

teollisuusyhteistyö. NSC järjestää vuosittain yrityspäivän, jossa keskuksen

tutkimustoimintaa, laitteistoja ja asiantuntemusta esitellään teollisuuden edustajille.

Kerran vuodessa järjestetään ns. rekrytointipäivä, jossa yritykset voivat esitellä

laitoksen opiskelijoille ja henkilökunnalle toimintaansa ja tarjolla olevia työtehtäviä.

Nanofysiikan Tekes-rahoitteista teollisuusyhteistyötä pyritään lisäämään.

Laitoksen tutkijat osallistuvat valtakunnallisiin ja kansainvälisiin tutkimuksen,

tiedehallinnon ja muihin asiantuntijaelimiin.

Laitos osallistuu fysiikan kouluopetuksen ja opettajankoulutuksen kehittämiseen.

Tähän kuuluu mm. yhteistyö koulujen kanssa, vaikuttaminen valtakunnan tasolla

fysiikan opetussuunnitelmiin ja osallistuminen oppikirjojen tekemiseen ja

arvioimiseen.

Laitos osallistuu yleiseen sivistystyöhön ja yhteiskunnalliseen keskusteluun esitelmien,

kirjoitusten ja julkisessa sanassa esiintymisien muodossa. Yleinen sivistystyö perustuu

yksittäisten tutkijoiden aktiivisuuteen. Se on paitsi tiedon jakamista myös laitoksen

näkyvyyden lisäämiseen tähtäävää toimintaa.

Laitoksella on myös organisoitua alumnitoimintaa, johon kuuluvat alumnipäivä ja

yhteydenpito laitokselta valmistuneisiin esimerkiksi säännöllisten

työllistymiskyselyiden muodossa. Alumnipäiviä on järjestetty viiden vuoden välein,

mutta suunnittelukaudella siirrytään nopeampaan järjestämistahtiin.

Laitoksen näkyvyyttä ja tunnettavuutta lisätään. Tätä toimintaa koordinoi laitoksen

tiedotusvastaava, mutta se kuuluu myös jokaisen tutkimusryhmän tehtäviin.

2.4 Rahoitus

Perusrahoituksen määrän voi ennakoida olevan suunnittelukaudella reaaliarvoltaan

muuttumaton tai vain lievästi nouseva. Ottaen huomioon palkka-, tila- ja

yleiskustannusten kasvun, toiminnan tuottavuuden ylläpitäminen nykyisellä tasolla

vaatii siis ulkopuolisen rahoituksen lisääntymistä. Tavoitteena on erityisesti EU-

rahoituksen ja Tekes-rahoituksen kasvattaminen. Ulkopuoliseen rahoitukseen liittyy

kuitenkin epävarmuustekijöitä, minkä takia sen osuuden ei tule ylittää 45 %:ia

kokonaisrahoituksesta

Taulukko 7. Talousarvio vuosille 2013-2018

2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

Tulot

14418 15748 14622 15090 15290 15450 15570

Perusrahoitus 9040 9431 8882 9000 9200 9250 9250

Ulkopuolinen rahoitus (-yleiskust.) 4283 4452 4140 4200 4200 4300 4400

Peritty yleiskustannus 1095 1865 1600 1890 1890 1900 1920

Menot

14437 15237 14622 15090 15290 15450 15570

Palkat ja palkkiot 8554 8404 8500 8550 8550 8550 8600

Poistot

318 344 440 450 450 500 500

Tilat

2048 2264 2451 2500 2600 2750 2900

Yleiskustannus 639 810 810 850 880 880 900

Muut menot 2878 3414 2421 2740

2810

2770 2670

Yli-/ alijäämä -20 511

2.5 Henkilöstö

Työviihtyvyys

Henkilökunnan hyvinvoinnista huolehditaan pitämällä yllä hyvää työilmapiiriä,

antamalla mahdollisuuksia kouluttautumiseen ja tarjoamalla hyvät

työskentelyolosuhteet. Työterveyshuollon tekemien työhyvinvointikyselyjen mukaan

laitoksen työilmapiiri ja työssä viihtyminen ovat hyvät, paremmat kuin tiedekunnan ja

yliopiston keskimäärin. Laitoksella tehdään työterveyshuollon toimesta säännöllisesti

työviihtyvyyttä, työskentelyolosuhteita ja työturvallisuutta koskevia tarkastuksia.

Tarkastuksissa ilmenneet epäkohdat korjataan viivyttelemättä. Laitoksella toteutetaan

työntekijöiden fyysisen ja henkisen hyvinvoinnin ja työkyvyn ylläpitämisessä ns.

varhaisen puuttumisen periaatetta.

Palkkausjärjestelmä

Palkkauksessa ja esimiestoiminnassa noudatetaan tasapuolisuutta ja kannustavuutta.

Yliopiston palkkausjärjestelmä (YPJ) ei toimi täysin tarkoitustaan vastaavasti, sillä

tiukan taloustilanteen aikana kannustavuus jää usein toteutumatta. Suunnittelukaudella

jatko-opiskelijat tultaneen irrottamaan järjestelmän piiristä niin, että heidän

palkkaustaan koskevat päätökset tehdään laitoksen tai tiedekunnan toimesta ja

yksinkertaistettua portaisuutta käyttäen. Kehityskeskustelut suoritetaan erillään YPJ-

keskusteluista, ja ne koskevat kaikkia laitoksella toimivia henkilöitä.

Poikkeuksellisen hyvät suoritukset palkitaan yliopiston palkitsemisperiaatteiden

mukaisesti

Työsuhteet

Laitoksen henkilöstöohjelman tavoitteena on tukea laitoksen koulutuksen ja

tutkimuksen vahvoja aloja sekä soveltavien alojen kehittämistä, edistää tutkijoiden

liikkuvuutta ja taata parhaiden tutkijoiden eteneminen akateemisella uralla. Laitos

toteuttaa voimavarojensa sallimissa rajoissa neliportaista tutkijanuramallia ja käyttää

uuden yliopistolain tarjoamia mahdollisuuksia henkilöstörakenteensa kehittämiseen ja

uuden henkilöstön joustavaan rekrytoimiseen. Laitos tukee avaintutkijoidensa

urakehitystä ja antaa heille lisää vastuuta tutkimuksen johtamisessa ja opetuksessa sekä

sitoo heitä laitokseen tulevaisuuden vastuunkantajiksi. Laitos rekrytoi kyvykkäitä

tutkijoita ja opettajia myös laitoksen ulkopuolelta toteuttamalla avoimia kansainvälisiä

hakuja.

Kaikissa työsuhteissa, jotka edellyttävät akateemista loppututkintoa, tehtäviin kuuluu

sekä opetusta että tutkimusta.

Laitoksen professorikunnassa tapahtuu suunnittelukaudella sukupolvenvaihdos kuuden

professorin siirtyessä eläkkeelle (heistä kaksi on suunnittelukaudella laitoksen

ulkopuolisissa tehtävissä). Tähän on varauduttu ottamalla uusia professoreja

etupainotteisesti ja siirtämällä heille tutkimuksen johtamisen vastuuta (kaksi

ydinfysiikan alalle, yksi hiukkasfysiikan alalle ja yksi materiaalifysiikan alalle).

Laitoksen budjettivaroin palkattu henkilöstö on otettu pääsääntöisesti työsuhteisiin

toistaiseksi, lukuun ottamatta tutkijauramallin alkuvaiheissa olevia tutkijoita ja

opettajia. Budjettivaroin palkatun henkilöstön määrä vähenee hieman

suunnittelukaudella, mikäli laitoksen talouskehitys on oletetun kaltainen.

Ulkopuolisella rahoituksella palkatun henkilöstön määrää pyritään vastaavasti

kasvattamaan. Ulkopuolisella rahoituksella palkattujen työtekijöiden kohdalla pyritään

mahdollisimman pitkiin ja heidän urakehitystään tukeviin työsuhteisiin.

Laitoksen henkilöstöasiat esitetään yksityiskohtaisemmin henkilöstösuunnitelmassa,

joka päivitetään vuosittain.

Taulukko 8. Henkilöstösuunnitelma 2013-2018.

2013 2014 2015 2016 2017 2018

Professorit 14,5 15,5 16,5 16,5 17,5 15,5

budjettivaroin palk. 12,5 14,5 15,5 14,5 15,5 13,5

ulkopuolisella rahoit.

palk.

2 1 1 2 2 2

Tutkimusjohtaja 1 1 1 1 1 1

budjettivaroin palk. 1 1 1 1 1 1

Yliopistolehtorit/-

tutkijat

30 30 31 31 32 33

budjettivaroin palk. 17 17 17 17 17 18

ulkopuolisella rahoit.

palk.

13 13 14 14 15 15

Tohtoritutkijat 23 24 24 25 25 25

budjettivaroin palk. 2 2 2 2 2 2

ulkopuolisella rahoit.

palk.

21 22 22 23 23 23

Tohtoriopiskelijat 85 85 84 84 83 83

budjettivaroin palk. 27 27 26 26 25 25

ulkopuolisella rahoit.

palk.

58 58 58 58 58 58

Tekninen

henkilökunta

27 28 28 27 27 27

budjettivaroin palk. 21 22 21 20 19 19

ulkopuolisella rahoit.

palk.

6 6 7 7 8 8

Hallintohenkilökunta 5 6 6 5 5 5

Yhteensä

Budjettivaroin palk. 85,5 89,5 88,5 85,5 84,5 83,5

Ulkopuolisella rahoit.

palk.

100 100 102 104 106 106

Yhteensä

185,5 189,5 190,5 189,5 190,5 189,5

2.6 Hallinto

Laitoksen hallinnosta vastaa johtaja ja kaksi varajohtajaa sekä laitoksen toimisto.

Vastuu laitoksen kaikesta toiminnasta on johtajalla. Varajohtajista toisen vastuualueena

on tutkimuslaitteet, tietopalvelut ja tutkimuksen arvioinnin koordinointi, toisen

henkilöstön palkkausasiat. Laitoksen johtaja ja varajohtajat ovat tiedekunnan

johtoryhmän jäseniä ja johtaja ja toinen varajohtaja tiedekuntaneuvoston jäseniä

(tilanne 2013). Tiedekuntaneuvostossa on laitokselta myös muun henkilökunnan

edustaja ja opiskelijaedustajia. Johtajan, varajohtajien ja tiedekuntaneuvoston

toimikausi päättyy vuoden 2013 lopussa.

Laitoksen toimistoa johtaa amanuenssi. Toimistossa työskentelee lisäksi kolme

osastosihteeriä ja yksi toimistosihteeri (osa-aikaeläkkeellä vuodesta 2012 lähtien).

Osastosihteerien päävastuualueet ovat talousasiat, matka-asiat ja opetusasiat, mutta

kukin heistä osallistuu myös laajemmin toimiston eri tehtäviin. Toimistosihteerin

tehtävät ovat yleisiä toimistotehtäviä ja opetukseen liittyviä tehtäviä. Toimistossa on

käynnissä sukupolvenvaihdos; vuonna 2011 eläköityi osastosihteeri ja

suunnittelukaudella jäävät eläkkeelle amanuenssi ja toimistosihteeri. Laitoshallinnon

tehtävät ovat lisääntyneet merkittävästi uuden yliopistolain ja keskushallinnon

rakennemuutoksen takia. Sen takia laitos ottaa eläköityvän amanuenssin tilalle kaksi

amanuenssia, toisen vuonna 2013 ja toisen eläköitymisen tapahtuessa. Nimityksiä

tehtäessä otetaan nykyisen toimistohenkilöstön urakehitys mahdollisuuksien mukaan

huomioon.

Laitos noudattaa hallinnossaan sen toimintaa parhaiten palvelevia toimintatapoja

käyttäen itsenäistä harkintaa. Hallinto on suoraviivaista ja siitä karsitaan tarpeeton

byrokratia. Henkilöstön hallinnollinen painolasti pidetään mahdollisimman pienenä

niin, että se voi keskittyä päätehtäviensä opetuksen ja tutkimuksen hoitamiseen. Laitos

toimii vastuullisesti osana tiedekuntaa ajaen paitsi omaa myös tiedekunnan parasta.

Yliopiston tasolla laitos pyrkii vaikuttamaan siihen, että päätösvaltaa siirretään

enemmän laitostasolle ja että yliopiston palvelukeskuksen toiminta niin talous-,

henkilöstö- kuin tietohallinnossa tukee aikaisempaa paremmin laitoksien toimintaa.

Laitos näkee uhkana hallinnon keskittymisen ja hierarkisoitumisen, joka lisää

byrokratiaa ja hidastaa päätöksentekoa.

Fysiikan laitoksen laatukäsikirja (versio 2,0) on luettavissa

www-osoitteessa:http://www.jyu.fi/science/laitokset/fysiikka/hallinto/jyfl-laatutyo/

Yhteenveto keskeisistä tavoitteista

Laitos huolehtii tutkimustoimintansa korkeasta tasosta ja pyrkii yhä parantamaan sitä.

Kaikkia tutkimuksen kärkialoja kehitetään tasapainoisesti, mutta tilaa annetaan myös

tutkimustoiminnan suuntaamiselle uusille lupaaville aloille. Laitos jatkaa aktiivista

rekrytointitoimintaa uusien korkealuokkaisten kotimaisten ja ulkomaisten tutkijoiden

palkkaamiseksi.

Laitos ylläpitää toimintansa nykyisen laajuuden lisäämällä ulkopuolisen

tutkimusrahoituksen määrää. Talouden suunnittelua ja seurantaa tehostetaan

erityisesti hankerahoituksen osalta.

Opiskelijamäärät pidetään nykyisellä tasolla lisäämällä tarvittaessa rekrytointitoimia.

Opinnäytetöiden ohjausta tehostetaan maisterituotannon parantamiseksi ja

opiskeluaikojen lyhentämiseksi.

Laitos kehittää opetustaan ottamalla käyttöön uusia opetusmenetelmiä ja

huolehtimalla oppisisältöjen ajanmukaisuudesta. Opiskelijoiden yksilötason

ohjaamista tehostetaan niin, että saavutetaan parempia oppimistuloksia ja opinnot

etenevät tavoitetahdissa. Korkeatasoisten ulkomaalaisten maisteri- ja jatko-

opiskelijoiden määrää kasvatetaan.

Vakiinnutetaan asema maan suurimpana fysiikan opettajien kouluttajana. Laitos

aloittaa säännöllisen opettajien täydennyskoulutuksen.

Laitos lisää yhteistyötä etenkin paikallisen teollisuuden kanssa pitäen lähtökohtana

laitoksen olemassa olevaa tutkimustoimintaa ja asiantuntemusta. Laitos edistää

fysiikan asemaa yhteiskunnassa lisäämällä näkyvyyttään ja tiedottamista

tutkimustuloksistaan.

Fysiikan laitoksen investointisuunnitelma 2014-2019

Tutkimusala Investoinnin nimi ja kuvaus sekä suunniteltu rahoitus Vuosi €

Kiihdytinlaboratorio

Uusi ECR ionilähde HIISI Intensiivisten suihkujen ja koktailisuihkujen kehittäminen K130-

syklotronista: moderni ECR ionilähde. Ionilähde suunnitellaan

kansainvälisenä yhteistyönä alan huippuasiantuntijoiden kanssa.

Tavoitteena on pitää JYFL-ACCLAB edelleen yhtenä maailman johtavista

stabiilien suihkujen laboratorioista. Hankkeeseen saattaa osallistua myös

ESA, jonka testeihin tarvitaa ko. ionilähteen avulla saatavia energeettisiä

suihkukoktaileja.

Sisältyi FIRI-laiterahoitushakemukseen 31.5.2013.

2014-

2015

1100.000 €

Laskennallinen tiede FGCI (Finnish Grid and Cloud Infrastructure)

Kansallisella infra-tiekartalla jatkossa oleva hanke josta on myös lähetetty

FIRI2013-hakemus. Kokonaisbudjetti JY:n osalta noin 1,5 M€ vuosille

2014-2019. Ensi vaiheen hankintoihin budjetoitu vuodelle 2014 200

k€(Akatemia) + 90 k€ (JY). Hankkeella ylläpidetään ja päivitetään

kansallisesti tärkeää keskiraskaan tieteellisen laskennan hajautettua

infrastruktuuria ja datan pilvipalvelua. Hankkeen tieteellinen koordinointi

on HY:ssä ja tekninen koordinointi CSC:llä. Mukana hankkeessa ovat

kaikki suomalaiset yliopistot joissa tehdään laskennallista tutkimusta. JY:n

sisällä hanke on MLTK:n ja IT-tiedekunnan yhteishanke, jota koordinoi

prof. Hannu Häkkinen. Uusi klusterilaitteisto sijoitetaan Agoraan IT-

tiedekunnan tiloihin ja operointi järjestetään yhteistyönä IT-tiedekunnan ja

MLTK:n kesken.

Sisältyi FIRI-laiterahoitushakemukseen 31.5.2013.

2014-

2019

1 555 000

€

(290 k€

2014)

Kiihdytinlaboratorio

IGISOL järjestelmän modernisointi

IGISOL-säteilytysaseman modernisointi fissiotutkimusta varten ja

ionisuihkujen manipulointi- puhdistuslaitteiston kehittäminen. IGISOL-

laitteisto kykyä tuottaa hyvin eksoottisia suihkuja voidaan entisestään

parantaa kryogeenisellä jäähdytyksellä (cryo cooler) ja laser-ionisaatiolla.

Ionisaatioskeemojen etsiminen on helpointa ja turvallisinta off-line oloissa

käyttäen siihen sopivaa lähdettä (252

Cf fissio-lähde). Lisääntyvän

intensiteetin myötä IGISOL-suihkujen nopea massa-puhdistaminen tulee

entistä tärkeämmäksi. MR-TOF laitteistoa tullaan käyttämään juuri tähän

tarkoitukseen. .

Sisältyi FIRI- laiterahoitushakemukseen 31.5.2013.

2014 225.000 €

Kok. nanofysiikka Uusi yleis-AFM AFM on NSC:n tärkeimpiä työkaluja ja sen uusiminen tulee lähivuosina

tärkeäksi.

2014 200 000

Kok. nanofysiikka Puhdastilainfrastruktuurin päivittäminen ajanmukaiseksi

NSC puhdastila on voimakkaassa käytössä käytännössä kaikkien

kokeellisen materiaalifysiikan ryhmien toimesta, mukaan lukien

kiihdytinpohjainen materiaalifysiikka. Lisäksi Akatemian fysiikan

tutkimuksen katselmuksessa sen todettiin olevan hyvin tärkeä osa JYn ja

samalla Suomen fysiikan infrastruktuuria, vaikkei virallista statusta

2014-

2015

300 000 €

olekaan. Kuitenkaan olemassa olevan infran ajanmukaistamiseksi ei ole

olemassa rahoitusta. Lähiaikoina useat tärkeät, mutta pienemmät

instrumentit ovat tulossa tiensä päähän ja tarvitsevat uuden laitteen tilalle.

Näihin kuuluvat mm. ellipsometri ohutkalvojen paksuuksien mittaamiseen,

maskinkohdistin fotolitografiaan sekä piisaha piikiekkojen leikkaukseen.

Kok. nanofysiikka ja

kiihdytinlaboratorio Helium Ion Microscope (HIM)

Nanomittakaavan työstöön (3-5 nm) ja mikroskopiaan (res. 0.25 nm)

käytettävä monipuolinen laitekokonaisuus, jolla erittäin monipuoliset

ominaisuudet (myös alkuaineanalyysi, tomografia- ja TEM-näytteiden

valmistus, työstöön myös Ne-suihku). Sovellusmahdollisuuksia kaikilla

materiaalifysiikan ryhmillä, ml. kiihdytinpohjainen materiaalifysiikka.

Sovellusmahdollisuuksia myös kemiassa. Sopii hyvin erityisesti biologisiin

näytteisiin, koska näytteitä ei tarvitse pinnoittaa metallilla kun

varauskompensaatio on mahdollista.

2014-

2015

1 150 000€

Kiihdytinlaboratorio

MARA-separaattorin instrumentointi

MARA-separaattorilla eroteltujen eksoottisten ytimien tutkimuslaitteisto:

kaasukammio (gas cell), RF-ioniohjain, kaasunkäsittelylaitteisto,

kryogeeninen jäähdytin (cryo cooler).

MARA:lla massavalitut fuusiohöyrystystuotteet pysäytetään puhtaalla

jalokaasulla paineistettuun kammioon. Kammiosta virtaa kaasua suurella

nopeudella pienen aukon kautta ”RF-jäähdyttimeen”. Kaasun mukana

kulkeutuvat myös tutkittavat fuusiotuotteet. Jäähdyttimen jälkeen voidaan

tehdä ns. isobaarivalinta joko laser-ionisaatiolla tai ohjaamalla tuotteet MR-

TOF massa spektrometriin. Tuotteita voidaan tutkia monipuolisesti laser-

ionisaatiolla, mittaamalla suoraan tuotteen massa tai ohjata isobaari- ja

massavalitut tuotteet mittausasemalle jossa voidaan tehdä ”puhdasta”

spektroskopiaa.

2015-

2016

550.000 €

Kok. nanofysiikka Matalien lämpötilojen AFM/STM Scanning probe mikroskopia matalissa lämpötiloissa ei toistaiseksi ole

mahdollista JY:ssä ja on välttämätöntä monille uusille kokeille

2016 500 000 €

Nanotiede/ Pehmeän

aineen fysiikka/

Teollisuusfysiikka

Matalaenergiainen röntgentomografia (SXCT) Nanotomografiaa alle keV:n röntgenenergialla. Yhdistettynä kryogeeniseen

näytteidenkäsittelyyn mahdollistaa kokonaisten solujen kuvaamisen lähes

natiivissa tilassa. Sopii kaikkiin matalan Z:n materiaaleihin. Voimakkaasti

kehittyvä tekniikka, joka on tuottanut erittäin mielenkiintoisia tuloksia

esimerkiksi tuman kolmiulotteisesta rakenteesta. Muut sovellusalueet vielä

koskematta. Vain kolme toimivaa installaatiota maailmassa. Sopii

Tomografialaboratorion ekspertiisiin ja solubiologian paikallisiin ja

kansallisiin tarpeisiin. Sisältää merkittävää yhteistyötä Lawrence Berkeley

National Laboratoryn kanssa.

2014-16 1 250 000

€

Kok. nanofysiikka ja

kiihdytinlaboratorio Heliumin keräys ja kierrätysjärjestelmän ajanmukaistaminen

Nesteheliumin hinnat ovat olleet viime aikoina voimakkaassa nousussa,

mikä tarkoittaa että fysiikan laitoksen tulee entistä tehokkaammin kerätä

talteen ja kierrättää höyrystynyt He. Olemassa oleva infrastruktuuri on

pahoin vanhentunut ja tarvitsee jatkuvaa huoltoa, lisäten kustannuksia

tarpeettomasti. Hankkimalla uusi kompressori ja siten lisäämällä

paineistetun He kierrätyksen kapasiteettia voidaan tilannetta korjata

huomattavasti parempaan suuntaan.

2014 60 000 €

Kiihdytinlaboratorio

Kiihdyttimen uusi ohjausjärjestelmä

Uusi syklotronien ohjausjärjestelmä korvaamaan ikääntynyt Alcont-

2015-

2019

800.000 €

systeemi.

Vanhan Alcont-systeemin hallitsija Honeywell on ilmoittanut, että

Alcontin kaikenlainen tuki loppuu yhtiön keskityttyä uudempiin

järjestelmiin. Jotta JYFL:n kiihdyttimien toiminta voidaan taata

tulevaisuudessa, ohjausjärjestelmä on päivitettävä/vaihdettava asteittain

kokonaan uuteen järjestelmään.

Kiihdytinlaboratorio

Uudet suurtehovahvistimet K130 syklotsonille

Suurtehovahvistimet korvaamaan RF-putket K130 syklotronissa. RF-

taajuudella toimivien putkivahvistimien markkinat maailmassa pienenevät

siirryttäessä usiin digitaalisiin järjestelmiin. Näin ollen on oletettavaa, että

RF-putkien valmistus loppuu lähivuosina. RF-putkiin pohjautuva

vahvistinjärjestelmä on vaihdettava moderniin puolijohdetekniikkaan

perustuviin vahvistimiin kiihdytinlaitteiston toiminnan takaamiseksi.

2016-

2019

1000.000 €

Kiihdytinlaboratorio

Pelletron-kiihdyttimen modernisointi Uusi suihkulinja sekä mittauskammiossa että ilmaan mikrokapillaarin läpi

ammuttujen ionien avulla tehtäviä säteilytyksiä ja tutkimuksia varten

monipuolistaa Pelletronin käyttöä myös elektroniikkakomponenttien

testauksen suuntaan sekä mahdollistaa entistä paremmin esimerkiksi

tyhjiöstä vaurioituvien biologisten näytteiden tutkimuksen. Pelletron-

kiihdytin on aikoinaan VTT:lle hankittu H- ja He-ionikiihdyttimeksi mutta

tutkimukset tänään vaativat korkeasti varattuja raskaita suihkuja. Sekä

ionilähdepään että kiihdyttimen jälkeisen ionioptiikan uusimisella kiihdytin

saadaan tuntuvasti suorituskykyisemmäksi ja vastaamaan nykyistä

pääkäyttöä.

2015-

2018

550.000 €

Kiihdytinlaboratorio

Uudet suihkulinjat radiolääkeisotooppien tuottamiseksi

JY on tehnyt esisopimuksen juuri perustetun JyPET Oy:n kanssa 18

F -

isotoopin tuottamiseksi SYK:in rakentamaan ja JyPET Oy:n kalustamaan

GMP-laboratorioon FDG:n kaupalliseksi tuottamiseksi. Tätä varten on

varauduttava rakentamaan uusi suihkulinja ja rikastettu vesikohtio. Myös

MAP ja belgialainen lääkeyritys ovat ottaneet yhteyttä alfa-aktiivisen

pitkäikäisen radioterapialääkeaineen tuottamisen aloittamisesta.

Alkaessaan, myös tämä vaatii erillisen suihkulinjan K30-syklotronille.

Mahdollinen EAKR-rahoitus.

2015-

2016

870.000 €

Kiihdytinlaboratorio

Tehokas uusi ilmaisin- ja datankeruusysteemi IGISOLille

Uusi tehokas säteilynilmaisin- ja tiedonkeruulaitteisto IGISOLin

spektroskopiamittauksia varten. Nykyaikaisilla gamma-säteilyilmaisimilla

saavutetaan helposti n. 4-6 kertainen havaitsemistehokkuus ja parempi

signaali/tausta suhde verrattuna käytössä oleviin ilmaisimiin.

Tiedonkeruulaitteiston päivityksessä siirrytään analogiaelektroniikasta

täysin digitaalisen signaalinkäsittelyyn.

2017 240.000 €

Kiihdytinlaboratorio

Elektronisuihkuioniloukku IGISOLille

Elektronisuihkuioniloukku (EBIS) IGISOL-laiteistoa täydentämään.

Penning-

Lisäämällä ionien varausastetta, niiden syklotronitaajuus f kasvaa, jolloin

svaa, eli tarkkuus paranee. EBIS-laitteisto on ionien varausastetta

voidaan lisätä suhteellisen helposti häiritsevän taustan kasvamatta.

2016 220.000 €