Kozmológusok - és nem részecskefizikusok - lehetnek azok, akik végre megmérik a megfoghatatlan neutrinocsoport részecskéit. A kozmológusok egy csoportja megtette a legpontosabb mérést ezen titokzatos, úgynevezett „szellemrészecskék” tömegéről. Nem egy hatalmas részecskedetektorot használtak, hanem a valaha eddig elért legnagyobb galaxis-felmérés, a Sloan Digital Sky Survey adatait használták. Míg a korábbi kísérletek kimutatták, hogy a neutrinók tömege meglehetősen kicsi, ezért nagyon nehéz mérni. Ám a galaxisok sloan-adatait szem előtt tartva, Shawn Thomas doktorandusz és tanácsai a Londoni University College-nál a neutrino tömegét legfeljebb 0,28 elektronvolttal meghaladja, amely kevesebb, mint egy hidrogénatom tömegének milliárdodja. Ez a mai napig a legpontosabb neutrino tömegének mérése.
Munkájuk azon az elven alapul, hogy a neutrínók hatalmas bősége (jelenleg trilliók haladnak át téged) nagy kumulatív hatással van a kozmosz kérdésére, amely természetesen a galaxisok csoportjainak és csoportjainak „csomóibá” alakul. Mivel a neutrinók rendkívül könnyűek, nagy sebességgel haladnak az univerzumon, ami simítja az anyag e természetes „összerakódását”. Annak elemzésével, hogy a galaxisok megoszlanak-e az univerzumban (vagyis a galaxisok ezen „simítása”), meg tudják határozni a neutrino tömeg felső határát.
A neutrinó képes áthaladni egy fényévet - hat trillió mérföld körül - ólomot anélkül, hogy egyetlen atomot ütne el.
Ennek az új számításnak a központi eleme a Mega Z nevű galaxisok valaha legnagyobb 3D-s térképének létezése, amely több mint 700 000 galaxist fed le, amelyet a Sloan Digital Sky Survey felvett, és lehetővé teszi a méréseket az ismert világegyetem hatalmas szakaszaiban.
"A titokzatos sötét anyag feltételezett jelöltjei közül eddig a neutrinók a sötét anyag egyetlen példája, amely valójában létezik a természetben" - mondta Ofer Lahav, az UCL Asztrofizikai Csoportjának vezetője. "Figyelemre méltó, hogy a galaxisok hatalmas léptékű eloszlása megmondhatja nekünk az apró neutrinók tömegét."
Az UCL kozmológusai egy új módszerrel képesek becsülni a galaxisok távolságát a galaxisok színét mérve. Azáltal, hogy ezt a hatalmas galaxis térképet és a Nagyrobbanás utóvilágításának, kozmikus mikrohullámú háttér sugárzásnak nevezett hőmérsékleti ingadozásokkal kapcsolatos információkat kombináltak, képesek voltak az egyik legkisebb felső határot meghatározni a neutrino részecske méretére eddig.
"Bár a neutrínók az anyag kevesebb, mint 1% -át teszik ki, a kozmológiai modell fontos részét képezik" - mondta Dr. Shaun Thomas. "Érdekes, hogy a legmegfoghatatlanabb és legkisebb részecskék ilyen hatással lehetnek az Univerzumra."
"Ez az egyik leghatékonyabb módszer a semleges tömeg mérésére" - mondta Dr. Filipe Abadlla. "Ez nagy reményeket rejt magában, hogy az elkövetkező években végre megkapja a neutrinó tömegének mérését."
A szerzők meg vannak győződve arról, hogy egy nagyobb Világegyetem-felmérés, például a nemzetközi Dark Energy Survey nevű felmérés, amely még pontosabb súlyt eredményez a neutrino számára, potenciálisan mindössze 0,1 elektronvolt felső határán.
Az eredményeket a Physical Review Letters folyóiratban teszik közzé.
Forrás: University University London
