On-chip Maxwell's demon as an information-powered refrigerator

We present an experimental realization of an autonomous Maxwell's Demon, which extracts microscopic information from a System and reduces its entropy by applying feedback. It is based on two capacitively coupled single electron devices, both integrated on the same electronic circuit. This setup allows a detailed analysis of the thermodynamics of both the Demon and the System as well as their mutual information exchange. The operation of the Demon is directly observed as a temperature drop in the System. We also observe a simultaneous temperature rise in the Demon arising from the thermodynamic cost of generating the mutual information.Comment: 10 pages, 7 figure

Thermal conductance of a proximity superconductor

We study heat transport in hybrid normal metal - superconductor - normal metal (NSN) structures. We find the thermal conductance of a short superconducting wire to be strongly enhanced beyond the BCS value due to inverse proximity effect. The measurements agree with a model based on the quasiclassical theory of superconductivity in the diffusive limit. We determine a crossover temperature below which quasiparticle heat conduction dominates over the electron-phonon relaxation.Comment: 4+ pages, 3 figure

Nopeat ilmastonmuutokset ja niiden mekanismit

Tiivistelmä. Maapallomme ilmasto on muuttunut aina, ja siinä on ollut niin nopeita, kuin hitaitakin ilmastonmuutoksia. On tärkeä ymmärtää ilmastonmuutoksen syyt ja niiden surausvaikutukset sekä erot luonnollisten ja antropogeenisten nopeiden ilmastonmuutosten taustalla. Tässä tutkielmassa keskitytään selvittämään nopeita ilmastonmuutoksia ja niiden syntyprosesseja. Tutkielmassa käsitellään: (1) ilmastonmuutosten tutkimusmenetelmiä, (2) ilmastosta kertovia geologisia aineistoja ja (3) luonnollisen ilmastonmuutoksen syitä ja syklisyyttä. Ilmastoa pystytään tutkimaan monin eri tavoin muun muassa satelliittien avulla, joiden havaintoaineistoa voidaan käyttää esimerkiksi merenpinnan muutoksien mallinnuksessa. Toinen tärkeä menetelmä ilmastomekanismien ja ilmaston tutkimuksessa on tutkia erityyppisiä geologisia aineistoja. Ilmastosta ja sen kehityksestä kertovaa tietoa saadaan tutkimalla erityyppisiä sedimenttejä ja jäätikköjäätä. Jäätiköiden kairasydämistä saadaan tarkkaa tietoa esimerkiksi lämpötilavaihteluista ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuuksista ja ilmaston syklisistä vaihteluista lämpimien (interstadiaali- ja interglasiaalivaiheet) ja kylmien (stadiaali- ja glasiaalivaiheet) ilmastovaiheiden välillä. Näitä syklisiä pitkäkestoisia vaiheita voidaan selittää muun muassa Milankovitchin sykleillä ja hiilen kierron muutoksilla. Nopeat ilmastonmuutokset ovat lyhyempiä ajanjaksoja, joita tapahtuu näiden pidempien ilmastovaiheiden aikana. Nämä nopeat muutokset ilmastossamme johtuvat yleensä (1) Auringon aktiivisuuden muutoksesta, (2) sitä kautta mannerjäätiköiden koon vaihtelusta (3) termohaliinisen kierron toiminnan muutoksesta sekä (4) vulkanismista sekä (5) maan ulkopuolisesta tekijästä, eli asteroidi-iskusta. Nopeista ilmastonmuutoksia on tapahtunut myös ihmisen historiassa. Näitä ovat esimerkiksi Pieni jääkausi, (joka alkoi noin 1300-luvulla) ja meneillään oleva antropologinen ilmastonmuutos. Meneillään oleva ilmastonmuutos on seurausta pääosin fossiilisten polttoaineiden käytöstä, ja näin ollen sen syy-seuraussuhteita peilataan maapallon menneisiin ilmaston vaihteluihin

Kasvatuskumppanuus:myytti vai todellinen yhteistyömalli

Tiivistelmä. Tutkielman tarkoituksena oli selvittää, miten päivähoidon henkilöstö tiedostaa vanhempien kanssa tehtävän yhteistyön merkityksen ja millaisin edellytyksin sen näkökulmasta kasvatuskumppanuutta voidaan toteuttaa. Lisäksi haluttiin kartoittaa heidän tämän hetkistä tietämystään kasvatuskumppanuudesta. Tutkimusaineisto kerättiin päiväkodeissa työskenteleviltä lastentarhanopettajilta ja lastenhoitajilta eri puolilta Kainuuta. Teoriaosuudessa tarkasteltiin vanhempien kanssa tehtävän yhteistyön ja päivähoidon muotoutumista eri vuosikymmenillä sekä kasvatuskumppanuutta koskevaa teoriaa, ajankohtaista kirjallisuutta ja tutkimuksia. Aineistonkeruumenetelmänä käytettiin varhaiskasvattajien narratiivisia kirjoitelmia, joissa he palauttivat mieleen kokemuksia toteutuneista yhteistyötilanteista vanhempien kanssa. Lisäksi he vastasivat avoimiin kysymyksiin, jotka käsittelivät kasvatuskumppanuuden toteuttamisen reunaehtoja työyhteisön ilmapiirin, johtamisen, varhaiskasvatussuunnitelmien toimivuuden, hallinnon ja täydennyskoulutustarpeen näkökulmista. Tutkimus on luonteeltaan laadullinen, ja aineiston analysoinnissa käytettiin fenomenologista, aineistolähtöistä sisällönanalyysiä. Tutkimustulokset olivat suurelta osin yhteneväiset kasvatuskumppanuustutkimuksista saatujen tulosten kanssa. Kasvatuskumppanuuden toteutumisen ehdoiksi määrittyivät luottamus, avoimuus, kunnioitus ja tasavertaisuus. Nämä edellyttävät kohtaamisia arjessa, vuorovaikutustaitoja, tiedon siirtoa osapuolten välillä, resursseja sekä työyhteisön hyvää ilmapiiriä ja johtajuutta. Tutkimuksesta kävi kuitenkin ilmi, että kasvatuskeskusteluissa vanhempien kanssa edelleen korostuu työntekijöiden asiantuntijuus ja käsiteltävien asioiden ongelmapainotteisuus. Lapsen varhaiskasvatussuunnitelmalomaketta haluttiin kehittää ja saada sen käyttöön opastusta. Koulutusta toivottiin myös vuorovaikutustaitoihin sekä eri kulttuureiden tuntemukseen. Tulokset eivät ole sellaisenaan yleistettävissä koskemaan kaikkia varhaiskasvattajia, vaan ne kuvaavat tutkimukseen osallistuneiden kokemuksia. Tulosten pohjalta voidaan kuitenkin luoda kuva kasvatuskumppanuus tietämyksestä ja toteutumisen edellytyksistä arjessa. Tutkimus tarjoaa varhaiskasvattajille ja työyhteisöille aineksia pohtia ja kehittää keskinäistä kasvatustietoisuutta sekä vanhempien kanssa tehtävää kasvatuskumppanuutta ja sen vaatimia edellytyksiä