A Föld legdélebbi pontján található, a 280 tonnás, 10 méter széles déli pólusú távcső elősegítette a csillagászok számára a sötét energia és a nulla természet természetének megismerését a neutrínók tényleges tömegében - megfoghatatlan szubatomi részecskék, amelyek áthatolják az Univerzumot, és mindaddig, amíg a közelmúltban úgy gondolják, hogy teljes mértékben nem mérhető tömeg.
Az NSF által finanszírozott déli pólusú távcsövet (SPT) kifejezetten a sötét energia titkai tanulmányozására fejlesztették ki, ez az erő, amely állítólag meghajtja az univerzum szüntelen (és látszólag még mindig gyorsuló) kiterjedését. Milliméteres hullámmegfigyelési képességei lehetővé teszik a tudósok számára, hogy megvizsgálják a kozmikus mikrohullámú hátteret (CMB), amely áthatolja az éjszakai égboltot a Nagyrobbanás 14 milliárd éves visszhangjával.
A CMB lenyomatával borítva a távoli galaxiscsoportok sziluetteit - az univerzumon belül legtömegebb struktúrák egy részét. Ezeket a klasztereket megtalálva és mozgásukat az SPT-vel feltérképezve a kutatók láthatják, hogy a sötét energia - és a neutrinók - hogyan lépnek kapcsolatba velük.
„A neutrinók az univerzum legszélesebb részecskéi” - mondta Bradford Benson, a Chicagói Egyetem Kavli Kozmológiai Fizikai Intézetének kísérleti kozmológusa. "Körülbelül egy billió neutrínó halad át minket másodpercenként, bár aligha észreveszi őket, mert ritkán lépnek kapcsolatba a" normál "anyaggal."
Ha a neutrinók különösen hatalmasak lennének, akkor azok hatással lennének az SPT-vel megfigyelt nagyléptékű galaxis-klaszterekre. Ha nem lenne tömeg, akkor sem lenne hatása.
Az SPT együttműködési csapat eredményei viszont valahol a kettő között vannak.
Annak ellenére, hogy az eddig azonosított 500 klaszter közül csak a 100-at vizsgálták meg, a csoport képes volt egy ésszerűen megbízható előzetes felső határt meghatározni a neutrinók tömegére - megint olyan részecskékre, amelyekről egykor feltételezték, hogy nem tömeg.
A korábbi tesztek szintén alsó határértéket adtak a neutrinók tömegéhez, ezáltal szubatomi részecskék várható tömegét 0,05 - 0,28 eV (elektron volt volt) szűkítve. Az SPT-felmérés befejezése után a csapat azt várja, hogy a részecskék tömege még magabiztosabb eredményeket kapjon.
"A teljes SPT adatkészlettel rendkívül szűk korlátokat tudunk beilleszteni a sötét energiára, és esetleg meghatározzuk a neutrinók tömegét" - mondta Benson.
„Nagyon közel kell lennünk ahhoz a pontossági szinthez, amely a neutrínómasszák felismeréséhez szükséges” - jegyezte meg később a Space Magazine e-mailben.
Ilyen pontos mérés nem lett volna lehetséges a déli pólusú távcső nélkül, amely egyedi elhelyezkedésének köszönhetően nagyon hosszú ideig képes megfigyelni a sötét égboltot. Az Antarktisz az SPT-nek stabil légkört, valamint nagyon alacsony vízgőzszintet kínál, amely egyébként elnyelheti a halvány milliméteres hullámhosszú jeleket.
"A déli pólusú távcső az NSF által Antarktiszon végzett asztrofizikai kutatások koronaévé vált" - mondta Vladimir Papitashvili, az Antarktiszi Asztrofizika és a Geospace Sciences program igazgatója az NSF Polar Program Irodájának. "Kb. Két tucat tudományos publikációt készített, mióta a távcső 2007. február 17-én megkapta az első fényt. Az SPT nagyon koncentrált, jól irányított és csodálatos projekt."
A csapat eredményeit Bradford Benson ismertette az Amerikai Fizikai Társaság ülésén, Atlantában április 1-jén.
