يوكا بيكولا

يوكا بيكا بيكولا (مواليد 1958) أستاذ فنلندي في الفيزياء النانوية التجريبية بجامعة آلتو . عمل في مجالات فيزياء درجات الحرارة المنخفضة ، والإلكترونيات النانوية، والديناميكا الحرارية الكمومية . وهو حاصل على جائزة سيمون التذكارية لعام 2020 .

وُلد يوكا بيكولا عام 1958 في بيلايافيسي ، فنلندا . حصل على درجتي الماجستير (1982) والدكتوراه (1984) من جامعة هلسنكي للتكنولوجيا . ركزت أبحاثه للدكتوراه على تجارب التدفق الحرج والتيار المستمر في الهيليوم-3 فائق الميوعة . أُجريت أبحاثه في مختبر درجات الحرارة المنخفضة التابع للجامعة، والذي أسسه وأداره الفيزيائي أولي لوناسما . واصل بيكولا دراسة الهيليوم فائق الميوعة كباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة كاليفورنيا، بيركلي . ^{[ 1 ]}

في عام ١٩٩٢، انضم بيكولا إلى جامعة يوفاسكولا ضمن مبادرة جديدة في مجال الفيزياء النانوية التجريبية أطلقها ميكو بالانين . وبعد أن حوّل تركيزه البحثي من الهيليوم فائق الميوعة إلى الإلكترونيات النانوية ، كان لبيكولا دورٌ محوري في ترسيخ علم النانو التجريبي كمجال بحثي في ​​يوفاسكولا. وعندما غادر بالانين في عام ١٩٩٥ ليصبح مديرًا لمختبر درجات الحرارة المنخفضة في هلسنكي، عُيّن بيكولا أستاذًا في تكنولوجيا النانو عام ١٩٩٧. وقد ساهم بيكولا في تأسيس مركز علوم النانو متعدد التخصصات في يوفاسكولا. ^{[ ٢ ] [ ٣ ]}

في عام 2002، عُيّن يوكا بيكولا أستاذاً لفيزياء النانو الكمومية في جامعة هلسنكي للتكنولوجيا (التي أصبحت لاحقاً جزءاً من جامعة آلتو )، حيث أسس مجموعة أبحاث PICO ضمن مختبر درجات الحرارة المنخفضة. وقد منحته أكاديمية فنلندا لقب أستاذ أكاديمي مرتين، تقديراً لإسهاماته، الأولى في الفترة 2000-2005 والثانية في الفترة 2014-2018 . ^{[ 3 ]}

إلى جانب أنشطته البحثية، شغل بيكولا مناصب في المجتمع العلمي الفنلندي. فقد عمل مديرًا لمركز التميز في تكنولوجيا الكم التابع لأكاديمية فنلندا، ومديرًا علميًا لمؤسسة أوتانانو، وهي البنية التحتية البحثية الوطنية لتقنيات النانو والتقنيات الدقيقة. ^{[ 4 ]} كما يدير بيكولا معهد كيو، وهو معهد وطني لتكنولوجيا الكم تأسس بالتعاون بين جامعة آلتو وجامعة هلسنكي ومركز في تي تي للأبحاث التقنية في فنلندا . ^{[ 5 ] [ 3 ] [ 6 ]}

يشغل منصب رئيس تحرير مجلة فيزياء درجات الحرارة المنخفضة منذ ^عام 2010. [ ^{7 ] [ 8 ]}

يستكشف بحث بيكولا كيفية تصرف الحرارة والطاقة في الأنظمة الصغيرة والباردة للغاية - وصولاً إلى مقياس الإلكترونات الفردية ودرجة حرارة قريبة من الصفر المطلق.

في عام 1994، قدّم بيكولا وزملاؤه مقياس حرارة حجب كولوم ، وهو نوع من مقاييس الحرارة الأولية التي تقيس درجة حرارة الإلكترونات عند درجات حرارة منخفضة للغاية دون الحاجة إلى معايرة خارجية. ^{[ 9 ]} كما ساهم بيكولا في تطوير تقنيات تبريد إلكترونية تعتمد على وصلات نفقية بين المعادن فائقة التوصيل والمعادن العادية. ^{[ 10 ] [ 11 ]}

في تجربة أجريت عام 2006، أثبت فريق يوكا بيكولا إمكانية نقل الحرارة بواسطة الفوتونات عبر قناة واحدة في دائرة فائقة التوصيل، مؤكدًا أن معدل التدفق محدود بكمية التوصيل الحراري . ^{[ 12 ]} وفي تجربة لاحقة أجريت عام 2009، طُبقت هذه المبادئ لتحقيق التبريد الإلكتروني عن بُعد، باستخدام موصلات فائقة التوصيل متطابقة المعاوقة لتبريد جزيرة معدنية عبر قناة فوتونية واحدة. ^{[ 13 ]}

في عامي 2014 و2015، بنى فريق يوكا بيكولا نسختين نانويتين من تجربة ماكسويل الفكرية "الشيطان". استخدمت النسخة الأولى، وهي محرك زيلارد ، معلومات حول موقع إلكترون واحد لاستخلاص الطاقة من البيئة المحيطة، محولةً المعلومات فعليًا إلى شغل. ^{[ 14 ]} ثم ابتكروا نسخةً أكثر تطورًا، حيث تقوم دائرةٌ بقياس وتبريد دائرةٍ أخرى تلقائيًا، تعمل كثلاجةٍ تعمل بالطاقة المعلوماتية. ^{[ 15 ]} يُظهر كلا الجهازين عمليًا الرابط الأساسي بين المعلومات والديناميكا الحرارية، مُبينًا إمكانية استخدام المعلومات لأداء شغل على المستوى النانوي. ^{[ 16 ]}

في عام 2017، حصل بيكولا على منحة متقدمة من المجلس الأوروبي للبحوث (ERC) لتطوير محركات حرارية وثلاجات كمومية ولإجراء أبحاث حول الديناميكا الحرارية الكمومية. ^{[ 17 ]}

حصل بيكولا على العديد من الجوائز، بما في ذلك جائزة سيمون التذكارية من معهد الفيزياء في عام 2020. ^{[ 1 ] [ 18 ]} كما حصل على جائزة ثيودور هومين من الجمعية الفنلندية للعلوم والآداب في عام 2016، ^{[ 19 ]} وجائزة المؤسسة الثقافية الفنلندية في عام 2024، ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} وجائزة ماغنوس إهرنروث في الفيزياء في عام 2025. ^{[ 3 ]}

بيكولا عضو في الأكاديمية الفنلندية للعلوم والآداب والأكاديمية الفنلندية للعلوم التقنية منذ عام 2001. ^{[ 1 ]} وقد حصل على الميدالية من الدرجة الأولى للوردة البيضاء لفنلندا من رئيس فنلندا في عام 2013. ^{[ 23 ]}