Kozmológovia - a nie fyzici častíc - by mohli byť tí, ktorí konečne zmerali hmotnosť nepolapiteľnej neutrínovej častice. Skupina kozmológov doteraz vykonala najpresnejšie meranie hmotnosti týchto záhadných takzvaných „duchovných častíc“. Nepoužívali obrovský detektor častíc, ale použili údaje z najväčšieho prieskumu všetkých galaxií, Sloan Digital Sky Survey. Zatiaľ čo predchádzajúce experimenty ukázali, že neutrína majú hmotnosť, predpokladá sa, že sú také malé, že bolo ťažké ich zmerať. Ale pri pohľade na údaje o Sloanoch o galaxiách, doktorand Shawn Thomas a jeho poradcovia na University College London umiestnili hmotnosť neutrína na maximálne 0,28 elektrónového voltu, čo je menej ako miliardtina hmotnosti jedného atómu vodíka. Toto je jedno z najpresnejších meraní hmotnosti neutrína k dnešnému dňu.
Ich práca je založená na princípe, že obrovské množstvo neutrín (práve teraz tu prechádzajú bilióny) má veľký kumulatívny vplyv na vesmír, ktorý sa prirodzene formuje do „zhlukov“ skupín a zhlukov galaxií. Pretože neutrína sú extrémne ľahké, pohybujú sa vo vesmíre veľkými rýchlosťami, čo má za následok vyhladenie tejto prirodzenej „zhlukovitosti“ hmoty. Analýzou distribúcie galaxií vo vesmíre (t. J. Rozsah tohto „vyhladenia“ galaxií) sú vedci schopní zistiť hornú hranicu neutrínovej hmoty.
Neutrino je schopné prejsť svetelným rokom - asi šesť biliónov kilometrov - olova bez toho, aby zasiahlo jediný atóm.
Centrom tohto nového výpočtu je existencia vôbec najväčšej 3D mapy galaxií s názvom Mega Z, ktorá pokrýva vyše 700 000 galaxií zaznamenaných Sloan Digital Sky Survey a umožňuje meranie na rozsiahlych úsekoch známeho vesmíru.
"Zo všetkých hypotetických kandidátov na záhadnú Temnú hmotu sú zatiaľ neutrína jediným príkladom temnej hmoty, ktorá v skutočnosti existuje v prírode," uviedol Ofer Lahav, vedúci Astrofyzikálnej skupiny UCL. "Je pozoruhodné, že rozdelenie galaxií na obrovských mierkach nám môže povedať o hmotnosti malých neutrín."
Kozmológovia na UCL dokázali odhadnúť vzdialenosti ku galaxiám pomocou novej metódy, ktorá meria farbu každej z galaxií. Kombináciou tejto obrovskej mapy galaxií s informáciami z teplotných výkyvov v žiarení Veľkého tresku, ktoré sa nazýva žiarenie Kozmického mikrovlnného žiarenia, dokázali do dnešného dňa stanoviť jednu z najmenších horných hraníc veľkosti neutrínových častíc.
„Hoci neutrína tvoria menej ako 1% všetkej hmoty, tvoria dôležitú súčasť kozmologického modelu,“ uviedol Dr. Shaun Thomas. „Je fascinujúce, že tie nepolapiteľné a najmenšie častice môžu mať taký vplyv na vesmír.“
„Je to jedna z najúčinnejších dostupných techník merania neutrínových hmôt,“ uviedla Dr. Filipe Abadlla. "Toto kladie veľké nádeje na konečné meranie hmotnosti neutrína v nasledujúcich rokoch."
Autori sú presvedčení, že väčší prieskum vesmíru, ako je ten, na ktorom pracujú, nazvaný medzinárodný prieskum temnej energie, prinesie neutrínu ešte presnejšiu váhu, potenciálne na hornom limite iba 0,1 elektrónového voltu.
Výsledky sú publikované v časopise Physical Review Letters.
Zdroj: University College London
