28/05/2026
Tartu Ülikool jõudis füüsika valdkonnas maailma tippude hulka
Rahvusvahelise teadusajakirjade andmebaasi Web of Science hiljuti uuendatud andmed näitavad, et Tartu Ülikool kuulub 1% maailma enim viidatud teadusasutuste sekka nüüd ka füüsikateaduste alal. See on 16. teadusvaldkond, milles Tartu Ülikoolis tehtav teadustöö on mõjukuse poolest tippu jõudnud.
Tartu Ülikooli füüsika instituudi direktor Toomas Plank sõnas, et ülikooli edukus füüsikateadustes pole üksnes üksikute teadlaste või mõne labori hea töö, vaid kogu instituudi teadlaskonna pingutuse tulemus. „Nii teoreetilise füüsika kui ka plasmafüüsika laboris on viimasel kümnel aastal sündinud väga palju kõrgetasemelisi saavutusi, mis on tekitanud teadusmaailmas elavat vastukaja ja jõudnud füüsika vallas viidatavuselt maailma tippu. Samuti on valdkonda tugevalt mõjutanud ioonkristallide füüsika labor, mille uurimisteemade hulka mahuvad nii materjaliteadus kui ka füüsika. Füüsika instituudi külalisprofessor Tomi Sebastian Koivisto, emeriitdotsent Matti Laan, kaasprofessorid Peeter Paris, Manuel Hohmann ja Laur Järv ning nii materjaliteaduse kui ka füüsikaga tegelevad professorid Aleksandr Luštšik, Marco Kirm ja kaasprofessor Vitali Nagirnõi on mõned näited teadlastest, kelle töö on pälvinud suurt rahvusvahelist tähelepanu,“ lausus Plank.
Riiklikult tunnustatud tippteadus
Teadustöö mõjukuse poolest maailma tippu jõudmisele on märkimisväärselt kaasa aidanud ka tihe rahvusvaheline teaduskoostöö. Lisaks on eelnimetatud teadlased Planki sõnul olnud järjepidevalt seotud mitme Eesti teaduse tippkeskuse tegemistega. Seejuures on mõjukad olnud nii alusteaduslikud uuringud kui ka eksperimentaalne ja rakenduslik teadustöö.
Näiteks uurivad fundamentaalse universumi tippkeskuse (TK 202) töös osalevad teoreetilise füüsika labori teadlased, kas tänapäeva teaduse suurimad mõistatused – kosmilise ruumi paisumist dikteeriv tumeenergia või varast universumit iseloomustanud inflatsioon – võivad viidata Einsteni üldrelatiivsusteooria piiratusele. Nii nagu Einstein laiendas omal ajal Newtoni ideid, on praegu põhjust mõelda Einsteinist kaugemale. 2020. aastal pälvisid Eesti Vabariigi teaduspreemia täppisteaduste valdkonnas Laur Järv, Manuel Hohmann ja Margus Saal tööde tsükliga „Laiendatud geomeetrilised gravitatsiooniteooriad“. 2023. aastal pälvis sama preemia Tomi Koivisto koos Luca Marzolaga Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudist tööde tsükliga „Füüsika metageomeetriline alus“.
Jätkusuutliku rohevesiniku ja energiatehnoloogia tippkeskuses (TK210) analüüsivad röntgenspektroskoopia ja ioonkristallide füüsika labori teadlased akadeemik Enn Lusti juhtimisel ülikiiretes stsintillaatorites ja teistes efektiivselt valgust kiirgavates materjalides aset leidvaid füüsikalisi protsesse. Lisaks energiatootmisele on selle tehnoloogia arendamisel vajalik pühenduda selle kasutamisele valgustuses ja muudes rakendustes. Näiteks kasutatakse UV-C-kiirgust kahjulike bakterite vähendamiseks pindadel, kus need võivad inimese tervisele ohtu kujutada.
Rahvusvaheline koostöö
„Meie teadusartiklitele viitamine näitab, et oleme oma ideedega tabanud viljakat soont ja natuke ootamatultki tõusnud rahvusvahelise teadusliku diskussiooni keskmesse. Tsiteeringutega sarnase mõjukuse märk on seegi, et viimastel aastatel on mitu järeldoktorit ja külalisüliõpilast tulnud suurtest Euroopa riikidest end Tartusse oma rahastusallikate abil täiendama,“ ütles teoreetilise füüsika labori juhataja Laur Järv. Sel suvel toimub labori korraldatud rahvusvaheline gravitatsiooniteooria aluste konverents juba kümnendat aastat järjest.
Euroopa Liidus tuumasünteesil (fusion) põhineva energiaallika väljatöötamist koordineeriva programmi EUROfusion tegevusele aitavad kaasa nii füüsika instituudi füüsikud kui ka materjaliteadlased. Programmi eesmärk on valmistada ette järgmise põlvkonna tuumasünteesireaktoritega ITER ja DEMO seotud teadustöö. Selleks kasutatakse aktiivselt Euroopas ning välispartnerite juures olemasolevaid reaktoreid ning arendatakse uusi materjale ja analüüsimeetodeid. Füüsika instituudi teadlased plasmafüüsika laborist töötavad programmi raames välja laseril põhinevat meetodit reaktori seinte seisundi uurimiseks.
Alusuuringute kõrval on vajalik seadme testimine pärisreaktori seinte seisukorra analüüsimisel. Katsed unikaalsete seinamaterjalidega, mis pärinevad Inglismaal asuvast suurimast tuumasünteesirajatisest Joint European Torus (JET), on toonud meie plasmafüüsikutele palju rahvusvahelise teadlaskonna tähelepanu. Samuti on tuumasünteesiga seotud ioonkristallide füüsika labor, kus töötatakse välja ja katsetatakse reaktorite aknamaterjale, mis peaksid vastu tuumareaktsioonides tekkivale suurele osakeste voole. Ka see rahvusvahelises koostöös toimuv uurimistöö on olnud viljakas ja palju tsiteeritud.
Tipptasemel taristu toetab mõjukat teadustööd
Füüsikute ja ka materjaliteadlaste saavutuste oluliseks aluseks on maailma tipptasemel uurimistaristu, mis on kantud Eesti teadustaristu teekaardile. Sellised taristuobjektid nagu nanomaterjalide tehnoloogiate ja uuringute keskus (NAMUR+), Eesti kiirekanal MAX-IV sünkrotronkiirguse allikale (FinEstBeAMS), Euroopa neutronkiirguse allikas (ESS) ja Euroopa Tuumauuringute Organisatsioon (CERN) on loonud suurepärased eksperimentaalsed ja ka teoreetilised võimalused tippteaduse tegemiseks. Seegi on hea vundament Tartu Ülikooli jõudmisel 1% enimtsiteeritud teadusasutuste hulka füüsika vallas.
Eespool nimetatud kiirekanali rajasid TÜ füüsikud koos Soome ülikoolidega rahvusvahelises koostöös Lundis asuvasse laborisse. Seal tehakse nii tahkiste kui ka vedelike ja gaasiliste ainete (sh klastrid) elektronstruktuuri ja energia hajumise uuringuid. Kiirekanali FinEstBeAMS kohta on alates 2017. aastast rahvusvahelise kasutajaskonna töö tulemusena valminud 109 teadusartiklit, mis on MAX IV 16 kiirekanali hulgas teise koha vääriline tulemus.
CERN-iga tehtava rahvusvahelise teaduskoostöö hulka kuuluvad CLOUD-aerosoolide moodustumise uuringud müüonitega, et mõista atmosfääris toimuvaid protsesse; osakeste füüsika; kalorimeetrite uute detektormaterjalide ning kiirendite tehnoloogia jaoks vajalike uute materjalide arendus ning protsesside füüsika. Uuringutes osalevad füüsika instituudi ja tehnoloogiainstituudi töörühmad. Uued materjalid leiavad kasutust ka väljaspool fundamentaalfüüsikat, näiteks kosmosetehnoloogias ja meditsiinilises piltdiagnostikas, mille puhul on oluline luua kujutisi inimkeha sisemusest (nt röntgen- ja ultraheliuuringud, endoskoopia jms) .
Kuigi ESS ei ole veel valminud, kasutavad Tartu Ülikooli neutronuuringute töörühmad füüsika ja keemia instituudis teisi neutronallikaid üle kogu maailma, uurides fotosünteesi protsesside iseärasusi, ja arendavad uusi funktsionaalseid materjale nii energeetika kui ka muude rakenduste jaoks.
FOTO: Tahkisefüüsika kaasprofessor Sergey Omelkov FinEstbeAMS-i kiirekanalis MAX IV laboris.
Autor: Marco Kirm
