Huippuyksikköohjelma 2026-2033

Blande, James UEF; Hao, Liqing UEF; Hellén, Heidi FMI; Huynh, Tan Phat ÅA; Joutsensaari, Jorma UEF; Kivimäenpää, Minna LUKE; Pinto Zevallos, Delia Milagros UEF; Salminen, Juha-Pekka TY

Biologiset kemikaalit toimivat metsäekosysteemeissä monenlaisten ekologisten vuorovaikutusten välittäjäaineina. Tällaisia kemikaaleja ovat esimerkiksi haihtuvat yhdisteet, jotka välittävät tietoa tuoksujen avulla, sekä eliöiden puolustautumiseen liittyvät toksiinit. Viimeaikaiset tutkimukset osoittavat, että ilmansaasteet saattavat vaikuttaa kemikaalivälitteiseen vuorovaikutukseen hyvin moninaisin tavoin. Vielä tärkeämpi havainto on se, että kemiallisiin signaaleihin koodattu tieto voi muuttua ajallisesti ja paikallisesti tavoilla, joita ei ole aiemmin dokumentoitu.

ACE-Forest-huippuyksikkö tutkii sekä maaperässä että ilmakehässä esiintyviä biokemikaaleja käsittäen sekä kasveja suojaavat polyfenolit ja helposti haihtuvat yhdisteet että kyseisten aineiden ilmakehässä esiintyvät reaktiotuotteet. Huippuyksikön tavoitteena on perustaa uusi kemiallisen ekologian tutkimusala, jossa yhdistyisi erilaisten biosfäärin ja ilmakehän välillä toimivien prosessien tutkimus.

Heikkilä, Tero JY; Hakonen, Pertti AALTO; Lado, Jose AALTO: Ojanen, Teemu TAU; Prunnila, Mika VTT OY; Shawulienu, Kezilebieke JY; Sun, Zhipei AALTO; Törmä, Päivi AALTO

Moderni informaatioyhteiskunta perustuu kykyymme muokata materiaalien ominaisuuksia käyttötarkoituksen vaatimalla tavalla. Tämä on mahdollista, koska ymmärrämme materiaalien rakennetta mikroskooppisella tasolla. Ymmärryksemme on kuitenkin vielä puutteellista, koska useita materiaalien makroskooppisia kvanttiominaisuuksia, esimerkiksi kvanttilomittumista, ei vielä kyetä kunnolla hallitsemaan.

Kvanttimateriaalien huippuyksikön tavoite on rakentaa perustaa tulevaisuuden materiaaliteknologioille. Huippuyksikkö tuottaa perustavanlaatuista tietoa materian kvanttiominaisuuksista hyödyntämällä kaksiulotteisia materiaaleja, sähköisiä ja optisia mittaustekniikoita, tekoälyä ja kvanttilaskentaa. Näissä kaikissa viimeaikainen teknologinen kehitys on ollut erittäin nopeaa. Huippuyksikössä luodaan ja karakterisoidaan uusia kvanttimateriaaleja elektroniikan ja fotoniikan sovelluksiin.

Katajisto, Pekka HY; Balboa, Diego HY; Helle, Emmi HY; Hietakangas, Ville Ilmari HY; Ikonen, Elina Maria HY; Najumudeen, Arafath Kaja HY; Wartiovaara, Anu HY

Aineenvaihdunta on elämän kemiallinen perusta. Elävässä organismissa, kuten ihmisessä, aineenvaihdunta on jakaantunut osastoihin. Näissä osastoissa kullakin soluelimellä, solulla ja kudoksella on oma sisäinen aineenvaihduntansa. Erilliset aineenvaihdunnan osastot ovat yhteydessä toisiinsa, sillä ne vaihtavat keskenään aineenvaihdunnan välituotteita tarkkaan säädellyllä tavalla. Osastot muodostavat toisiinsa kytkeytyneen integroidun aineenvaihduntaverkoston, jossa muutos yhdessä osastossa vaikuttaa myös toiseen osastoon. 

Metabolisen integraation huippuyksikkö (MetaScale) tutkii, miten aineenvaihduntaverkostot muodostuvat solujen erilaistuessa ja miten ne reagoivat ulkoisiin muutoksiin. Aineenvaihdunta toimii epänormaalisti monessa sairaudessa, kuten diabeteksessa tai mitokondriotaudeissa. Huippuyksikön tavoitteena on myös ymmärtää, miten aineenvaihduntaverkostojen toiminta häiriintyy näissä sairaustiloissa. Tätä tietoa sovelletaan uusien täsmäterapioiden kehittämiseen.

Kivimäki, Ville SKS; Savolainen, Ulla HY; Vahtikari, Tanja TAU; Östman, Ann-Catrin ÅA

Humanistisen nationalismitutkimuksen huippuyksikössä tutkitaan nationalismia erityisesti historian- ja kulttuurisen muistitutkimuksen näkökulmista. Huippuyksikössä selvitetään, miten ihmisten kokemukset, tunteet ja muistot ovat vuorovaikutuksessa kansallisten merkitysjärjestelmien kanssa ja kuinka kansakunta rakentuu ihmisten toiminnan kautta.

Yksikössä käytetään ja kehitetään arkipäiväisen ja henkilökohtaisen nationalismin, vähemmistönationalismin, muistitutkimuksen, kansallisen välinpitämättömyyden sekä kriittisen arkistotutkimuksen lähestymistapoja ja käsitteitä. Huippuyksikön tavoitteena on selvittää nationalismin käytännön toimintaa ja sen vaikutuksia eri ihmisryhmien elämään sekä laajentaa ymmärrystä nationalismin eri ilmenemismuodoista ja funktioista.

Lummaa, Virpi TY; Laippala, Veronika TY; Onkamo, Päivi TY; Vesakoski, Outi TY

Ihmisen biologinen, kielellinen ja kulttuurinen monimuotoisuus on kehittynyt jatkuvien kontaktien tuloksena. Ihmisen monimuotoisuuden huippututkimusyksikkö HuDi-Con yhdistää genetiikkaa, elinkiertotutkimusta, laskennallista historiallista kielitiedettä ja digitaalista kielentutkimusta.

Huippuyksikkö luo uuden näkökulman sille, miten ihmisten väliset kontaktit ovat muokanneet nykyistä monimuotoisuutta ja miten ne tulevat vaikuttamaan tuleviin sukupolviin. Yksikössä työskentelee evoluutiobiologeja, väestö- ja kielitieteilijöitä, tekoälytutkijoita sekä arkeologeja. Tutkimuksessa hyödynnetään maailmanlaajuisestikin ainutlaatuisia koottuja aineistoja. Huippuyksikön tutkimustulokset edistävät siirtolais- ja kotouttamispolitiikkaa sekä kansanterveyden tutkimista. Tulokset tukevat myös tulevaisuuden geneettisten, kulttuuristen ja epidemiologisten muutosten ennustamista.

Mäkinen, Taija HY; Jacquemet, Guillaume ÅA; Sahlgren, Cecilia ÅA; Vaahtomeri, Kari HY

Immuunijärjestelmä suojaa elimistöä taudinaiheuttajilta sekä sairauksilta, ja viime vuosien läpimurrot immunoterapioissa ovat parantaneet erityisesti syöpien hoitoa. Toisaalta immuunijärjestelmän epätasapaino voi ylläpitää kroonista tulehdusta tai laukaista autoimmuunitauteja. Vaikka ymmärrys immuunijärjestelmän laaja-alaisesta, koko elimistöä koskevasta säätelystä on lisääntynyt, on yhä selvempää, että ratkaisevaa sääntelyä tapahtuu myös tulehdusalueilla. Näitä paikallisia mekanismeja tunnetaan kuitenkin toistaiseksi huonosti.

IMMENs-huippuyksikössä selvitetään, miten imusuonten endoteelisolut viestivät immuunisolujen kanssa ja ohjaavat niiden toimintaa. Huippuyksikössä kehitetään uusia menetelmiä ja työkaluja kyseisten vuorovaikutusten tutkimiseen. Paikallisen immuunisäätelyn molekyyliperustojen tarkentaminen luo pohjaa täsmällisemmille ja tehokkaammille hoitostrategioille tulevaisuudessa.

Palmroth, Minna HY; Aikio, Anita OY; Juusola, Liisa FMI; Kilpua, Emilia HY; Praks, Jaan AALTO; Vainio, Rami TY

Maan lähiavaruuden hyödyntäminen on dramaattisessa muutoksessa. Avaruuden kaupallinen käyttö sekä avaruuteen liittyvä säätely ja geopolitiikka muuttuvat. Lisäksi viher- ja digisiirtymän tarve on nopeasti kasvamassa. Nämä kaikki tekijät tukeutuvat enenevässä määrin satelliittiteknologiaan, mikä tarkoittaa, että yhteiskunta on yhä riippuvaisempi avaruudesta. Erityisen tärkeää tulevaisuudessa on matalien, alle 450 kilometrin korkeudella sijaitsevien ratojen käyttö sekä satelliittien luotettavuus kaikkein äärimmäisimmän avaruussään vallitessa.

Avaruusresilienssin huippuyksikkö SpaceResilience kokoaa Suomen parhaan avaruusfysiikan ja -tekniikan tutkimuksen samaan konsortioon. Konsortion maailmanlaajuisesti ainutlaatuinen yhdistelmä mittauksia ja mallinnusmenetelmiä lähiavaruus–maa-systeemistä tarjoaa uutta kvantitatiivista tietoa alueen ominaisuuksista sekä tavanomaisen että äärimmäisen avaruussään aikana. SpaceResilience -yksikkö parantaa ratkaisevasti yhteiskunnan sietokykyä eli resilienssiä alati muuttuvissa avaruusolosuhteissa.

Pihlström, Sami HY; Kivistö, Sari TAU; Koistinen, Timo HY; Mäkinen, Virpi HY; Utriainen, Terhi HY

Meliorismin (lat. melior = parempi) mukaan maailma ei ole sen enempää huonoin kuin paraskaan mahdollinen, vaan sitä on mahdollista parantaa ihmisen omilla toimilla. Melioristisessa ajattelussa myönteinen lopputulos ei ole väistämätön (optimismi) eikä mahdoton (pessimismi), mutta voimme toivoa sellaista, jos teemme aktiivisesti parhaamme. Vakavasti otettavan toivon on aikanamme tunnustettava ihmisen tilan realiteetit ja kritisoitava naiivin optimismin lupauksia. Vaikka kärsimys luonnehtii perustavasti ihmisyyttä, kärsimyksen filosofia ei ole riittävän keskeisessä asemassa filosofisessa tutkimuksessa.

Tieteidenvälinen melioristisen kärsimyksen filosofian huippuyksikkö asettaa kärsimyksen filosofisen tarkastelun keskiöön ja syventää käsitystä kärsimyksestä ja suhtautumista siihen. Huippuyksikön lähtökohtana on melioristinen ajatus, jonka mukaan maailmaa voidaan ja tulee parantaa vähittäisin inhimillisin ponnisteluin. Integroimalla filosofisia ja yleisemmin humanistisia tarkasteluja yksikkö kehittää empiirisesti rikastettua, pragmaattista ja melioristista kärsimyksen filosofiaa. Huippuyksikön tutkimustyö uudistaa sekä akateemista että yhteiskunnallista keskustelua.

Tuittila, Eeva-Stiina UEF; Aalto, Tuula FMI; Lohila, Annalea FMI; Rautiainen, Miina AALTO; Väliranta, Minna HY

Suot, ilmastonmuutos ja ennallistaminen -huippuyksikössä tutkitaan pohjoisilla soilla meneillään olevaa muutosta: Miten ilmastonmuutos vaikuttaa soiden monimuotoisuuteen ja ilmastovasteeseen, ja miten tulossa oleva laajamittainen ennallistaminen Suomessa ja muualla Euroopassa vaikuttaa soihin? Huippuyksikössä tutkitaan myös, miten tehdä päätöksiä ennallistamisesta, jos sen vaikutukset luonnon monimuotoisuuteen ja ilmastoon ovat ristiriidassa keskenään. Yksikön tutkimuksessa yhdistetään innovatiivisesti pitkiä aikasarjoja, paleoekologiaa, kaukokartoitusta, kokeellista ekologista tutkimusta, mallinnusta ja moniarvoisen päätöksenteon tutkimusmenetelmiä.

Tutkimus toteutetaan Itä-Suomen yliopiston, Helsingin yliopiston, Aalto-yliopiston ja Ilmatieteen laitoksen tutkijoiden yhteisenä hankkeena yhteistoiminnassa alan johtavien kansainvälisten tutkijoiden ja sidosryhmien kanssa. Huippuyksikkö kouluttaa nuoria osaajia ratkaisemaan monialaista ymmärrystä vaativia ongelmia.

Valkonen, Sanna LY; Viikari, Lotta LY; Virtanen, Pirjo HY

Alkuperäiskansojen ajattelussa sekä heidän poliittisissa ja oikeudellisissa järjestyksissään ihminen ja ympäristö ovat olemassa suhteessa toisiinsa: yhdessä muiden olevaisten kanssa ihmiset rakentavat jaettuja yhteiskuntia.

Moniolevainen oikeudenmukaisuus alkuperäiskansojen yhteiskunnissa -huippuyksikössä tutkitaan ihmisen viimekätistä vastuuta huolehtia koko elonkirjon hyvästä ja oikeudenmukaisesta elämästä. Huippuyksikössä kehitetään moniolevaisen oikeudenmukaisuuden käsitettä, joka yhtäältä kuvaa alkuperäiskansojen relationaaliseen maailmasuhteeseen perustuvaa oikeudenmukaisuuden ymmärrystä ja toisaalta avaa mahdollisuuden länsimaisten oikeusjärjestyksien radikaaliin uudelleen ajatteluun. Huippuyksikön tutkimus perustuu alkuperäiskansojen ajatteluun, tietämisen tapoihin ja käsitteistöön, jotka tuodaan vuoropuheluun humanistisen, yhteiskunta-, ympäristö- ja oikeustieteellisen tutkimuksen kanssa.

Vuorinen, Aleksi HY; Kankainen, Anu JY; Kortelainen, Markus JY; Nättilä, Joonas HY; Poutanen, Juri TY

Neutronitähdet ovat massiivisten tähtien kokoonpuristuneita jäänteitä, jotka sisältävät maailmankaikkeuden tiheintä ainetta: yksi teelusikallinen neutronitähteä painaa huimat 10 miljoonaa tonnia. Niiden pienestä koosta huolimatta neutronitähdistä ja näiden sisältämästä aineesta on saatu viime vuosien aikana valtavasti lisätietoa gravitaatioaalto- ja röntgenmittausten avulla. 

Uusi neutronitähtifysiikan huippuyksikkö kokoaa suomalaisissa yliopistoissa toimivat ydin-, hiukkas- ja astrofysiikan asiantuntijat yhteisen haasteen äärelle. Yksikön päämääränä on neutronitähtien rakenteen ja ominaisuuksien parempi ymmärrys sekä tähtiin liittyvien fysiikan peruskysymysten ratkaiseminen. Työ keskittyy muun muassa tähtien pintakerroksen ja magnetosfäärin rakenteeseen ja dynamiikkaan, ja sen avulla pyritään ratkaisemaan raskaiden alkuaineiden ja nopeiden radiopurskeiden lähde. Lisäksi selvitetään, löytyykö raskaiden neutronitähtien ytimistä kokonaan uusi aineen olomuoto, kvarkkiaine.